ES2305099T3 - DNA SEQUENCING METHOD. - Google Patents
DNA SEQUENCING METHOD. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2305099T3 ES2305099T3 ES01963267T ES01963267T ES2305099T3 ES 2305099 T3 ES2305099 T3 ES 2305099T3 ES 01963267 T ES01963267 T ES 01963267T ES 01963267 T ES01963267 T ES 01963267T ES 2305099 T3 ES2305099 T3 ES 2305099T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- nucleotide
- reaction
- isomer
- primer
- sequencing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6869—Methods for sequencing
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Description
Método de secuenciación de ADN.DNA sequencing method.
La presente invención se refiere a mejoras en los métodos de secuenciación del ADN, que se basan en la detección de la incorporación de bases mediante la liberación del pirofosfato (PPi).The present invention relates to improvements in DNA sequencing methods, which are based on detection of the incorporation of bases by the release of pyrophosphate (PPi).
La secuenciación del ADN constituye una herramienta esencial en el análisis genético molecular. La capacidad para determinar las secuencias nucleótidas del ADN se ha convertido cada vez más importante, ya que se han llevado a cabo esfuerzos para determinar las secuencias de los grandes genomas del hombre y de otros organismos.DNA sequencing constitutes a Essential tool in molecular genetic analysis. The capacity to determine the nucleotide sequences of DNA has become increasingly important as efforts have been made to determine the sequences of the great genomes of man and of other organisms.
Las técnicas que permiten la rápida detección de un único cambio en una base del ADN, o de algunos cambios en las bases, constituyen asimismo herramientas importantes para el análisis genético, por ejemplo, en situaciones clínicas en el análisis de enfermedades genéticas o ciertos cánceres. En verdad, cuantas más y más enfermedades se describen asociadas a cambios a nivel genético, más especialmente a polimorfismos nucleótidos únicos (SNP), aumenta la necesidad de métodos, tanto para rastrear SNP u otras mutaciones o cambios genéticos (mediante la secuenciación de muestras genómicas representativas), como para clasificar los SNP (u otras mutaciones/cambios). De esta forma, cuanto más se han desarrollado nuevas tecnologías de secuenciación para determinar la secuencia de tramos más largos del ADN, la técnica ha experimentado también un rápido aumento en el desarrollo de tecnologías para detectar cambios únicos (o algunos) en las bases. Dichos protocolos para determinar una información secuencial más limitada, que se refieren sólo a una o a algunas pocas bases, se denominan de minisecuenciación.Techniques that allow rapid detection of a single change in a DNA base, or some changes in the bases are also important tools for the genetic analysis, for example, in clinical situations in the analysis of genetic diseases or certain cancers. Truly, the more and more diseases described are associated with changes to genetic level, more especially to single nucleotide polymorphisms (SNP), increases the need for methods, both to track SNP or other mutations or genetic changes (by sequencing of representative genomic samples), such as to classify SNPs (or other mutations / changes). In this way, the more they have developed new sequencing technologies to determine the sequence of longer stretches of DNA, the technique has experienced also a rapid increase in the development of technologies for detect unique (or some) changes in the bases. Such protocols to determine a more limited sequential information, which they refer only to one or a few bases, they are called of Mini Sequencing
El método más utilizado habitualmente como base para la secuenciación del ADN, o para identificar una base diana del ADN, es el método enzimático de Sanger de finalización de la cadena. Tradicionalmente, dichos métodos dependieron de la electroforesis para resolver, según su tamaño, los fragmentos del ADN producidos a partir de un segmento más grande del ADN. Sin embargo, recientemente, han evolucionado diversas tecnologías de secuenciación, que dependen de un conjunto de distintas estrategias de detección, tales como la espectrometría de masas y de selección.The most commonly used method as a base for DNA sequencing, or to identify a target base of DNA, is Sanger's enzymatic method of ending the chain. Traditionally, such methods depended on the electrophoresis to solve, according to its size, the fragments of the DNA produced from a larger segment of the DNA. Without However, recently, various technologies of sequencing, which depend on a set of different strategies of detection, such as mass spectrometry and selection.
Un tipo de métodos de secuenciación que asume importancia en la técnica, son los que dependen de la detección de la liberación de PPi como estrategia de detección. Se ha descubierto que dichos métodos conducen admirablemente ellos mismos a proyectos genómicos a gran escala o de secuenciación clínica o rastreo, en los que son necesarias unidades relativamente rentables con un alto rendimiento.A type of sequencing methods that assumes importance in the art, are those that depend on the detection of the release of PPi as a detection strategy. It has been found that these methods lead admirably to projects Large-scale genomics or clinical sequencing or tracing, in that relatively profitable units with a high are necessary performance.
Se han descrito en la literatura métodos de secuenciación que se basan en el concepto de detección de pirofosfato inorgánico (PPi), que se libera durante una reacción polimerásica, por ejemplo en WO93/23564, WO 89/09283, WO98/13523 y WO 98/28440). Cuando cada nucleótido se añade a una cadena creciente del ácido nucleico durante una reacción de la polimerasa, se libera una molécula de pirofosfato. Se ha encontrado que el pirofosfato liberado bajo estas condiciones puede detectarse fácilmente, por ejemplo, enzimáticamente, mediante la generación de luz en la reacción luciferasa-luciferina. Dichos métodos de ADN permiten la identificación de una base en una posición diana y llevar a cabo la secuenciación simple y rápidamente, mientras se evita la necesidad de la elctroforesis y la utilización de marcadores.Methods of sequencing that are based on the concept of detection of inorganic pyrophosphate (PPi), which is released during a reaction polymeric, for example in WO93 / 23564, WO 89/09283, WO98 / 13523 and WO 98/28440). When each nucleotide is added to a growing chain of the nucleic acid during a polymerase reaction, it is released a pyrophosphate molecule. It has been found that pyrophosphate released under these conditions can be easily detected, by example, enzymatically, by generating light in the Luciferase-Luciferin reaction. These methods of DNA allow the identification of a base in a target position and carry out sequencing simply and quickly, while avoids the need for electrophoresis and the use of markers.
En su forma más básica, una reacción de secuenciación basada en PPi implica simplemente llevar a cabo una reacción polimerásica de alargamiento dirigida por un cebador y la detección de si el nucleótido se ha o no incorporado, comprobando si PPi se ha liberado o no. Convenientemente, esta detección de la liberación de PPi puede obtenerse enzimáticamente, y muy convenientemente mediante una reacción de detección de la luz, basada en la luciferasa, que se denomina ELIDA (véase a continuación).In its most basic form, a reaction of PPi-based sequencing simply involves carrying out a polymeric elongation reaction directed by a primer and the detection of whether the nucleotide has been incorporated or not, checking if PPi has been released or not. Conveniently, this detection of the PPi release can be obtained enzymatically, and very conveniently by a light detection reaction, based on luciferase, which is called ELIDA (see continuation).
Se ha encontrado que el dATP añadido como un nucleótido para incorporación, interfiere con la reacción de la luciferasa que se utiliza para la detección de PPi. De acuerdo con esto, una mejoría importante en el método básico de secuenciación basado en PPi ha sido utilizar, en lugar de dATP, un análogo de dATP (específicamente, dATP\alphas), que no puede actuar como un sustrato para la luciferasa, pero que, sin embargo, puede incorporarse en una cadena nucleótida mediante una enzima polimerásica (WO98/13523).It has been found that the dATP added as a nucleotide for incorporation, interferes with the reaction of the Luciferase that is used for the detection of PPi. In accordance with this, an important improvement in the basic sequencing method based on PPi has been to use, instead of dATP, an analogue of dATP (specifically, dATP?), which cannot act as a substrate for luciferase, but that, however, can be incorporated into a nucleotide chain by an enzyme Polymeric (WO98 / 13523).
Posteriores mejoras para la técnica básica de secuenciación basada en PPi incluyen la utilización de una enzima que degrada los nucleótidos tal como la apirasa durante la etapa polimerásica, de modo que los nucleótidos que se incorporaron son degradados, tal como se describe en WO98/28440, y la utilización de una proteína que se une al ácido nucleico monocatenario en la mezcla de reacción después de la hibridación de los cebadores a la matriz, se ha encontrado que posee un efecto beneficioso en la reducción del número de señales falsas, tal como se describe en WO00/43540.Further improvements to the basic technique of PPi-based sequencing include the use of an enzyme which degrades nucleotides such as apyrase during the stage polymeric, so that the nucleotides that were incorporated are gradients, as described in WO98 / 28440, and the use of a protein that binds to the single stranded nucleic acid in the reaction mixture after hybridization of the primers to the matrix, has been found to have a beneficial effect on the reduction of the number of false signals, as described in WO00 / 43540.
Sin embargo, incluso con los métodos modificados y mejorados de secuenciación basados en PPI, anteriormente mencionados, existe todavía espacio para la mejora, por ejemplo, aumentar la eficiencia y/o la precisión del procedimiento, o, como se considera a continuación, aumentar la posible longitud de la lectura de la secuencia. La presente invención trata de encarar estas necesidades.However, even with the modified methods and enhanced sequencing based on PPI, previously mentioned, there is still room for improvement, for example, increase the efficiency and / or accuracy of the procedure, or, as it is considered then to increase the possible length of the sequence reading. The present invention seeks to address these needs
\newpage\ newpage
En particular, la presente invención se refiere a métodos de secuenciación basados en PPi que utilizan un \alpha-tio análogo de desoxi ATP (dATP) (o didesoxi ATP (ddATP), particularmente un (1-tío)trifosfato (o \alpha tiofosfato) análogo del desoxi o didesoxi ATP, preferentemente desoxiadenosina [1-tio] trifosfato o desoxiadenosina \alpha-tiotrifosfato (dAT-Pas como también se conoce. dATP\alphas (como con todos los análogos \alpha tio nucleótidos), se encuentra como una mezcla de isómeros, el isómero Rp y el isómero Sp.In particular, the present invention relates to PPi-based sequencing methods that use a α-thio analog of deoxy ATP (dATP) (or dideoxy ATP (ddATP), particularly a (1-uncle) triphosphate (or? Thiophosphate) analog of deoxy or dideoxy ATP, preferably deoxyadenosine [1-uncle] triphosphate or deoxyadenosine α-thiotriphosphate (dAT-Pas as It is also known. dATP? (as with all analogs αthio nucleotides), is found as a mixture of isomers, the Rp isomer and the Sp isomer.
Yee et al, Biochemistry 1979, 18 (19), páginas 4116-4210) es un estudio mecanicista de la parte de "iniciación" de la reacción de la ARN polimerasa de E. coli, y concluye que el isómero Sp de ATP\alphaS es un cebador mejor que el isómero Rp.Yee et al , Biochemistry 1979, 18 (19), pages 4116-4210) is a mechanistic study of the "initiation" part of the E. coli RNA polymerase reaction, and concludes that the Sp isomer of ATP? It is a better primer than the Rp isomer.
Romaniuk et al., J.Biol.Chem, 1982, 257 (13), pág 7684-7688 estudia el mecanismo de acción de T4 ADN polimerasa eon los isómeros Rp y Sp de dATP\alphaS. Se encuentra que el isómero Rp es inactivo (es decir, no es un sustrato para la T4 polimerasa).Romaniuk et al ., J. Biol. Chem, 1982, 257 (13), p. 7684-7688 studies the mechanism of action of T4 DNA polymerase in the Rp and Sp isomers of dATPαS. The Rp isomer is found to be inactive (that is, it is not a substrate for T4 polymerase).
Armstrong et al., Biochemistry 1979, 18 (19), págs 4120-4123 es un estudio mecanicista de la parte del alargamiento de la reacción de la ARN polimerasa de E. coli. Se informa de que el isómero Rp de dATP\alphaS no constituye un sustrato para la enzima ARN polimerasa y es un inhibidor débil.Armstrong et al ., Biochemistry 1979, 18 (19), pp. 4120-4123 is a mechanistic study of the elongation part of the E. coli RNA polymerase reaction. It is reported that the Rp isomer of dATPαS does not constitute a substrate for the RNA polymerase enzyme and is a weak inhibitor.
Cuando dATP\alphaS (y/o otros \alpha-tio nucleótidos) se utilizan, se ha encontrado que la eficiencia del método de secuenciación disminuye cuando el número de ciclos aumenta, y en particular que la longitud de lectura que puede obtenerse es limitada (por ejemplo, hasta 40-50 bases). Esto se cree que es debido a la acumulación de sustancias inhibitorias en el sistema reactivo. La presente invención se refiere particularmente a la reducción o eliminación de dichos efectos inhibitorios.When dATP? (And / or others α-thio nucleotides) are used, it has been found that the efficiency of the sequencing method decreases when the number of cycles increases, and in particular that the length The reading that can be obtained is limited (for example, up to 40-50 bases). This is believed to be due to the accumulation of inhibitory substances in the reactive system. The The present invention particularly relates to the reduction or elimination of said inhibitory effects.
Más particularmente, se ha encontrado de modo sorprendente que la eliminación o exclusión del isómero Rp de los análogos \alpha-tio nucleótidos y/o de los productos de degradación de dicho análogo a partir de la mezcla de polimerización, mejora la eficiencia de los métodos de secuenciación basados en PPi y, en particular, de dichos métodos basados en la detección de PPi mediante una reacción ELIDA basada en la luciferasa.More particularly, it has been found so surprising that the removal or exclusion of the Rp isomer from the α-thio nucleotide analogues and / or of the degradation products of said analogue from the mixture of polymerization, improves the efficiency of sequencing methods based on PPi and, in particular, of said methods based on the PPi detection by an ELIDA reaction based on Luciferase
Sin pretender vincularse a la teoría, se cree que diversas razones o efectos pueden contribuir a este efecto beneficioso del isómero Rp y/o a la eliminación de los productos de degradación de los análogos de los \alpha-tio nucleótidos en la reacción de secuenciación.Without pretending to be linked to theory, it is believed that various reasons or effects can contribute to this effect beneficial of the Rp isomer and / or the elimination of the products of degradation of the α-thio analogs nucleotides in the sequencing reaction.
Algunos de estos efectos se explican a continuación, pero en particular se cree que el isómero Rp y/o los métodos de degradación del análogo del \alpha-tio nucleótido pueden inhibir la actividad polimerásica. Por tanto, se cree que dicho efecto contributivo puede ser debido al efecto del isómero Rp y/o de los productos de degradación del análogo del \alpha-tio nucleótido, no apreciado hasta la fecha, para inhibir la actividad de la polimerasa. Por lo tanto, excluyendo o eliminando el isómero Rp y/o los productos de degradación del análogo del \alpha-tio nucleótido, puede evitarse el efecto inhibitorio, lo que conduce a una reacción de polimerización más rápida y eficiente, e incluso más señales generadas en la reacción de detección de PPi. Además, eliminando o excluyendo el isómero Rp y/o los productos de degradación del análogo del \alpha-tio nucleótido, aumenta la fidelidad de la síntesis del ADN, es decir, el número de eventos de no incorporación disminuye.Some of these effects are explained to then, but in particular it is believed that the Rp isomer and / or the degradation methods of the α-thio analog Nucleotide can inhibit polymeric activity. Therefore, it believes that said tax effect may be due to the effect of Rp isomer and / or degradation products of the analogue of the α-thio nucleotide, not appreciated until date, to inhibit polymerase activity. Thus, excluding or eliminating the Rp isomer and / or the products of degradation of the α-thio analog nucleotide, the inhibitory effect can be avoided, which leads to a faster and more efficient polymerization reaction, and even more signals generated in the PPi detection reaction. Further, eliminating or excluding the Rp isomer and / or the products of degradation of the α-thio analog nucleotide, increases the fidelity of DNA synthesis, that is, the number of non-incorporation events decreases.
En un aspecto, la presente invención proporciona así, un método para identificar una base en una posición diana en una secuencia nucleica de la muestra, comprendiendo dicho método:In one aspect, the present invention provides thus, a method to identify a base in a target position in a nucleic sequence of the sample, said said method:
- someter un cebador hibridado a dicho ácido nucleico de la muestra, inmediatamente adyacente a la posición de la diana, a una reacción polimerásica de alargamiento del cebador en presencia de un nucleótido, por medio de la cual el nucleótido se incorporará solamente si es complementario a la base en la posición diana, y determinando si dicho nucleótido se incorpora o no, detectando si PPi es liberado, determinándose la identidad de la base diana a partir de la identidad de cualquier nucleótido incorporado,submit a primer hybridized to said sample nucleic acid, immediately adjacent to the target position, to a reaction Polymeric primer elongation in the presence of a nucleotide, by means of which the nucleotide will be incorporated only if it is complementary to the base in the target position, and determining whether said nucleotide is incorporated or not, detecting whether PPi is released, determining the identity of the target base at from the identity of any incorporated nucleotide,
en el que, si dicho nucleótido comprende una base de adenina, se utiliza un análogo \alpha-trio trifosfato de dicho nucleótido, y el isómero Rp de dicho análogo y/o los productos de degradación de dicho análogo, son eliminados de la etapa de reacción de la polimerasa.wherein, if said nucleotide comprises a adenine base, an α-trio analog is used triphosphate of said nucleotide, and the Rp isomer of said analog and / or degradation products of said analog are removed from the Polymerase reaction stage.
La utilización del análogo \alpha-trio fosfato de un nucleótido que comprende una base de adenina y la eliminación de su isómero Rp y/o la de los productos de degradación de dicho análogo, constituyen características esenciales de la presente invención, que no se relacionan a, por ejemplo, reacciones de minisecuenciación, en las que sólo nucleótidos que comprenden bases de guanina, timina o citosina se añaden para incorporación.The use of the analog α-trio phosphate of a nucleotide comprising an adenine base and the removal of its Rp isomer and / or that of the degradation products of said analogue, constitute essential features of the present invention, which is not relate to, for example, mini-sequencing reactions, in that only nucleotides comprising guanine, thymine or Cytosine are added for incorporation.
Bajo la condición de que cuando el nucleótido comprende una base de adenina (A), se utiliza un análogo \alpha-trio trifosfato de dicho nucleótido, el nucleótido puede ser cualquiera que sea capaz de incorporarse mediante una enzima polimerásica en una cadena de ácido nucleico o molécula. Así, por ejemplo, el nucleótido puede ser un desoxinucleótido (dNTP, dexosinucleósido trifosfato) o didesoxinucleótido (ddNTP, didesoxinucleósido trifosfato).Under the condition that when the nucleotide comprises an adenine base (A), an analogue is used α-trio triphosphate of said nucleotide, the nucleotide can be any that is able to incorporate by a polymeric enzyme in a nucleic acid chain or molecule. Thus, for example, the nucleotide can be a deoxynucleotide (dNTP, dexosinucleoside triphosphate) or dideoxynucleotide (ddNTP, dideoxynucleoside triphosphate).
Convenientemente, con propósitos secuenciales, pueden utilizarse los desoxi o didesoxinucleótidos de guanina (G), citosina (C), timina (T) o adenina (A). Así el nucleótido puede ser dGTP(desoxiguanosina trifosfato), dCTP (desoxicitidina trifosfato) o dTTP (desoxitimidina trifosfato) o en lugar de dATP (desoxiadenosina trifosfato) su análogo \alpha-trio-trifosfato dATP\alphas (desoxiadenosina \alpha-triotrifosfato o desoxiadenosina [1-tio] trifosfato como también se conoce). Análogamente, los nucleótidos pueden ser ddGTP, ddCTP, o dTTP, o en lugar de ddATP, ddATP\alphas.Conveniently, for sequential purposes, guanine deoxy or dideoxynucleotides (G) can be used, cytosine (C), thymine (T) or adenine (A). So the nucleotide can be dGTP (deoxyguanosine triphosphate), dCTP (deoxycytidine triphosphate) or dTTP (deoxythymidine triphosphate) or instead of dATP (deoxyadenosine triphosphate) its analog α-trio-triphosphate dATP? (deoxyadenosine α-triotrifosphate or deoxyadenosine [1-uncle] triphosphate as also known). Similarly, the nucleotides can be ddGTP, ddCTP, or dTTP, or in instead of ddATP, ddATPαs.
La presente invención requiere, por tanto, la utilización de un análogo \alpha-tiotrifosfato de un nucleótido de adenina, pero para las otras bases (G,T o C), puede utilizarse un nucleótido original (o verdaderamente cualquier otro nucleótido, por ejemplo, es deseable utilizar un derivado nucleótido, siempre que pueda incorporarse mediante una enzima polimerásica). De este modo, según la presente invención, se utiliza por lo menos un \alpha-tio análogo de un nucleótido de adenina.The present invention therefore requires the use of an α-thiotriphosphate analog of an adenine nucleotide, but for the other bases (G, T or C), an original nucleotide can be used (or truly any another nucleotide, for example, it is desirable to use a derivative nucleotide, provided it can be incorporated by an enzyme Polymeric). Thus, according to the present invention, it is used at least one α-uncle analog of a adenine nucleotide
Sin embargo, puede en ciertos casos ser deseable asimismo utilizar \alpha-tio análogos de uno u otros nucleótidos (es decir, de nucleótidos de guanina, citosina o timina). En dicho caso, allí donde se utilice un \alpha-tio análogo de un nucleótido, según la presente invención, entonces, el isómero Rp de dicho análogo es eliminado de la etapa de la reacción polimerásica. En otras palabras, en el método de la invención, allí donde el nucleótido es un \alpha-tio nucleótido, (por ejemplo, desoxi o didesoxi nucleósido \alpha-tiotrifosfato (dNTP\alphaS o ddNTP\alphaS)), el isómero Rp de dicho \alpha-tio nucleótido es eliminado de la etapa de reacción polimerásica, y/o los productos de degradación de NTP\alphaS son eliminados.However, in certain cases it may be desirable. also use α-thio analogs of one or other nucleotides (i.e., guanine, cytosine or nucleotides thymine) In that case, where a α-thio analog of a nucleotide, according to the present invention, then, the Rp isomer of said analog is removed from the stage of the polymer reaction. In others words, in the method of the invention, where the nucleotide is an α-thio nucleotide, (for example, deoxy or dideoxy nucleoside α-thiotriphosphate (dNTPαS or ddNTPαS)), the Rp isomer of said α-thio nucleotide is removed from the stage of Polymeric reaction, and / or degradation products of NTP? S are deleted.
Por conveniencia, el término "desoxinucleósico \alpha-tiotrifosfato" (dNTP\alphaS) tal como se utiliza en la presente memoria, incluye por tanto la dexosiadenosina \alpha-tiotrifosfato (dATP\alphaS), desoxicitidina \alpha-tiotrifosfato (dCTP\alphaS), desoxiguanosina \alpha-triotrifosfato (dGTP\alpha) y desoxitimidina \alpha-tiotrifosfato (dTTP\alphaS). Análogamente, el término "didesoxi nucleótido \alpha-tio trifosfato" incluye el equivalente didesoxi. El término "didesoxinucléotido" tal como se utiliza en la presente invención, incluye todos los 2'-desoxi-nucleótidos en los que el grupo 3'-hidroxilo está ausente o modificado y por tanto, mientras que sea capaz de ser añadido al cebador en presencia de la polimerasa, y no pueda entrar en una subsiguiente reacción de polimerización, un didesoxi nucleótido es así un "finalizador de la cadena", y como bien se conoce en la técnica, ciertos métodos de secuenciación pueden utilizar dichos nucleótidos finalizadores de cadena.For convenience, the term "deoxynucleosic α-thiotriphosphate "(dNTP? S) such as is used herein, therefore includes the dexosiadenosine α-thiotriphosphate (dATPαS), deoxycytidine α-thiotriphosphate (dCTPαS), deoxyguanosine? -triotrifosphate (dGTPα) and deoxythymidine α-thiotriphosphate (dTTPαS). Similarly, the term "dideoxy nucleotide α-thio triphosphate "includes the equivalent dideoxy. The term "dideoxynucleotide" as used In the present invention, it includes all 2'-deoxy-nucleotides in which the 3'-hydroxyl group is absent or modified and by so long as it is able to be added to the primer in presence of polymerase, and can not enter a subsequent polymerization reaction, a dideoxy nucleotide is thus a "chain terminator", and as it is well known in the technique, certain sequencing methods can use such nucleotide chain terminators.
El término "NTP\alphaS" (nucleósido \alpha-tiotrifosfato), tal como se utiliza en la presente memoria para referirse a todos los análogos \alpha-tiotrifosfato nucleótidos (es decir, \alpha-tionucleótidos) que puede utilizarse según la presente invención, incluye nucleótidos tanto desoxiribo como didesoxi). Estos incluyen, muy especialmente, dNTP\alphaS y ddNTP\alphaS.The term "NTP?" (Nucleoside α-thiotriphosphate), as used in the present report to refer to all analogues α-thiothiphosphate nucleotides (i.e. α-thionucleotides) that can be used according to the present invention includes nucleotides both deoxyribo and dideoxy). These include, most especially, dNTPαS and ddNTP?
Cuando se sintetizan, los análogos \alpha-tio trifosfatos nucleótidos (es decir, dd- o dNTP\alphaS) se producen típicamente en dos formas isoméricas, los isómeros Sp y Rp. Un análogo nucleótido \alpha-tiotrifosfato posee un centro quiral, y, por tanto, las 2 especies son enantiómeros. El isómero Sp es el isómero levógiro, también denominado isómero L. El isómero dextrógiro es el isómero Rp, también conocido como D-isómero (véase por ejemplo, Eckstein (1985) Ann. Rev. Biochem., 54 (367-402).When synthesized, analogs α-thio nucleotide triphosphates (i.e. dd- or dNTPαS) are typically produced in two isomeric forms, the isomers Sp and Rp. A nucleotide analog α-thiotriphosphate has a chiral center, and, therefore, the 2 species are enantiomers. The Sp isomer is the Levógiro isomer, also called L. isomer. The isomer. dextrógiro is the Rp isomer, also known as D-isomer (see for example, Eckstein (1985) Ann. Rev. Biochem., 54 (367-402).
El isómero Rp de NTP\alphaS no actúa como un sustrato para una enzima polimerásica, tal como se utiliza en la reacción de alargamiento del cebador. Sorprendentemente, sin embargo, tal como se ha mencionado anteriormente, se ha encontrado que el uso del isómero Rp de NTP\alphaS, conduce a la inhibición de enzimas implicados en las reacciones de secuenciación basadas en PPi. La naturaleza precisa de estos diversos efectos inhibitorios no está enteramente clara, pero se cree que el isómero Rp del mismo NTP\alphaS (y posiblemente también el isómero Rp de NDP\alphaS y el isómero Rp de NMP\alphas) son responsables de los efectos inhibitorios observados, incluyendo, como se ha mencionado anteriormente, la inhibición de la polimerasa. Los productos de degradación de NTP\alphaS son también responsables de los efectos inhibitorios apreciados. Los productos de degradación incluyen, pero no se limitan a NDP\alphaS, NMP\alphaS y a cualquiera de sus productos de degradación. Se han investigado los efectos inhibitorios del isómero Rp de dATP\alphaS sobre las enzimas que degradan los nucleótidos y las enzimas detectoras de PPi (véase el Ejemplo 2 y las figuras 8I, 8J 8K y 8L) y se ha mostrado que el isómero Rp y/o los productos de degradación de dATP\alphas inhiben las enzimas implicadas en la degradación de los nucleótidos y la detección de la liberación de PPi.The Rp isomer of NTP? Does not act as a substrate for a polymeric enzyme, as used in the primer elongation reaction. Surprisingly, without However, as mentioned above, it has been found that the use of the Rp isomer of NTPαS leads to inhibition of enzymes involved in sequencing reactions based on PPi. The precise nature of these various inhibitory effects it is not entirely clear, but it is believed that the Rp isomer thereof NTPαS (and possibly also the Rp isomer of NDPαS and the Rp isomer of NMPαs) are responsible for the effects observed inhibitors, including, as mentioned previously, polymerase inhibition. The products of NTPαS degradation are also responsible for the effects inhibitors appreciated. Degradation products include, but they are not limited to NDP?, NMP? and any of its degradation products. The effects have been investigated inhibitors of the Rp isomer of dATPαS on enzymes that degrade nucleotides and PPi detection enzymes (see Example 2 and Figures 8I, 8J 8K and 8L) and it has been shown that the Rp isomer and / or degradation products of dATPαs inhibit the enzymes involved in the degradation of nucleotides and the PPi release detection.
Se apreciará que cuando la base diana (que se encuentra) inmediatamente en el extremo 3' del cebador, posee allí una base 3' idéntica y la polimerización se lleva a cabo con un desoxinucleótido (preferentemente a con un didesoxinucleótido), la reacción de alargamiento añadirá dos bases al mismo tiempo y, en verdad, cualquier secuencia de bases idénticas sucesivas en la muestra conducirá a la incorporación simultánea de bases correspondientes en el cebador. Sin embargo, la cantidad de pirofosfato liberada será claramente proporcional al número de bases incorporadas, de forma que no sea difícil detectar dichas repeticiones.It will be appreciated that when the target base (which is find) immediately at the 3 'end of the primer, possess there an identical 3 'base and polymerization is carried out with a deoxynucleotide (preferably with a dideoxynucleotide), the elongation reaction will add two bases at the same time and, in true, any sequence of successive identical bases in the Sample will lead to the simultaneous incorporation of bases corresponding in the primer. However, the amount of released pyrophosphate will be clearly proportional to the number of bases incorporated, so that it is not difficult to detect these repetitions
Ya que el cebador se propaga mediante una base única mediante el procedimiento descrito anteriormente (o mediante una secuencia de bases idénticas), el cebador que se propaga puede servir de la misma forma exactamente en un procedimiento repetido, para determinar la próxima base en la secuencia, permitiendo de esta forma que la totalidad de la muestra sea secuenciada.Since the primer is propagated by a base unique by the procedure described above (or by a sequence of identical bases), the primer that propagates can serve in the same way exactly in a repeated procedure, to determine the next base in the sequence, allowing this so that the entire sample is sequenced.
El método de la invención puede utilizarse, por tanto, para determinar la identidad (es decir, la secuencia) de una base única. Sin embargo, convenientemente, repitiendo las etapas de la propagación del cebador en presencia de otro nucleótido (sucesivo), puede revelarse la secuencia (o identidad) de otra base en la secuencia del ácido nucleico de la muestra. De acuerdo con esto, el método de la invención puede utilizarse para determinar la identidad de una o más bases en un ácido nucleico de la muestra (esto es, para determinar la secuencia de una o más bases en un ácido nucleico de la muestra).The method of the invention can be used, by so, to determine the identity (that is, the sequence) of a single base. However, conveniently, repeating the stages of primer propagation in the presence of another nucleotide (successive), the sequence (or identity) of another base may be revealed in the nucleic acid sequence of the sample. In accordance with this, the method of the invention can be used to determine the identity of one or more bases in a sample nucleic acid (that is, to determine the sequence of one or more bases in a nucleic acid of the sample).
El método de la invención es útil, por tanto, en distintos métodos y formatos de secuenciación, incluyendo los procedimiento de minisecuenciación, por ejemplo, la detección de cambios de bases únicas (por ejemplo, para detectar mutaciones puntuales, o polimorfismos, o variaciones alélicas, etc). De acuerdo con esto, el método de la invención puede utilizarse, por tanto,, en un procedimiento "completo" de secuenciación, es decir, la identificación del orden secuencial de las bases en un fragmento de nucleótidos, así como en procedimientos de detección de bases únicas.The method of the invention is therefore useful in different methods and sequencing formats, including mini-sequencing procedure, for example, the detection of single base changes (for example, to detect mutations punctual, or polymorphisms, or allelic variations, etc). Agree with this, the method of the invention can therefore be used, in a "complete" sequencing procedure, that is, the identification of the sequential order of the bases in a fragment of nucleotides, as well as in base detection procedures unique.
Por ejemplo, para determinar la información secuencial en una secuencia nucleótida diana (es decir, de un ácido nucleico de una muestra de una muestra o diana), pueden añadirse distintos nucleótidos a alícuotas separadas de una mezcla cebador-muestra (por ejemplo, cuatro alícuotas, una por cada una de los cuatro nucleótidos A,T,G o C) o, sucesivamente a la misma mezcla cebador-muestra y someterla a la reacción de la polimerasa para indicar qué nucleótido se incorpora.For example, to determine the information sequential in a target nucleotide sequence (i.e., of an acid nucleic of a sample of a sample or target), can be added different nucleotides to aliquots separated from a mixture primer-sample (for example, four aliquots, one for each of the four nucleotides A, T, G or C) or, successively to the same primer-sample mixture and subject it to polymerase reaction to indicate which nucleotide is incorporates
Para secuenciar el ácido nucleico de muestra, el procedimiento puede repetirse una o más veces, es decir, cíclicamente, como se conoce en la técnica. De esta forma, puede identificarse la identidad de varias o muchas bases en el ácido nucleico de la muestra, esencialmente en la misma reacción.To sequence the sample nucleic acid, the procedure can be repeated one or more times, that is, cyclically, as is known in the art. This way, you can identify the identity of several or many bases in the acid nucleic of the sample, essentially in the same reaction.
Cuando se utilizan alìcuotas separadas, una vez se ha identificado qué base se ha incorporado (es decir, en qué incorporación de la alícuota ha tenido lugar), la base "incorporada" puede añadirse a las alícuotas "que no han reaccionado", para propagar el cebador en todas las alícuotas, antes de repetir el método (ciclación) para secuenciar la base próxima. En la forma de realización "sucesiva", puede añadirse sucesivamente un nucleótido distinto, que hasta la incorporación se indica por la liberación de PPi, con lo cual el procedimiento puede repetirse.When separate quotas are used, once it has been identified which base has been incorporated (that is, in what incorporation of the aliquot has taken place), the base "built-in" can be added to aliquots "that have not reacted ", to propagate the primer in all aliquots, before repeating the method (cyclization) to sequence the base next. In the "successive" embodiment, it can be added successively a different nucleotide, which until incorporation is indicates by the release of PPi, whereby the procedure can repeat.
A partir de ahí, un protocolo de secuenciación puede implicar la hibridación de un cebador tal como se describe anteriormente, añadiendo un nucleótido, llevando a cabo una reacción de alargamiento del cebador catalizada por la polimerasa, detectando la presencia o ausencia de la incorporación de dicho nucleótido, detectando cualquier PPi liberado, y repitiendo la adición del nucleótido y las etapas de alargamiento del cebador, etc, una o más veces. Tal como se considera anteriormente, los nucleótidos únicos (es decir, individuales) pueden añadirse sucesivamente a las misma mezcla matriz-cebador, o a alícuotas separadas de la mezcla matriz-cebador, etc, según se seleccione, y la información secuencial que se desee obtener.From there, a sequencing protocol may involve hybridization of a primer as described above, adding a nucleotide, carrying out a reaction elongation of the polymerase catalyzed primer, detecting the presence or absence of the incorporation of said nucleotide, detecting any released PPi, and repeating the nucleotide addition and primer elongation steps, etc, one or more times. As previously considered, the single nucleotides (i.e. individual) can be added successively to the same matrix-primer mixture, or to separate aliquots of the matrix-primer mixture, etc, as selected, and the sequential information that is desired obtain.
Para permitir la adición repetida o sucesiva (iterativa) de nucleótidos en un procedimiento de secuenciación de base múltiple, el nucleótido previamente añadido debe eliminarse. Esto puede realizarse lavando, o más convenientemente, utilizando una enzima degradante nucleótida, por ejemplo, tal como se describe en detalle en el documento WO98/28440.To allow repeated or successive addition (iterative) nucleotide in a sequencing procedure of Multiple base, the previously added nucleotide must be removed. This can be done by washing, or more conveniently, using a nucleotide degrading enzyme, for example, as described in detail in WO98 / 28440.
De acuerdo con esto, en una forma de realización principal de la presente invención, se utiliza una enzima degradante de un nucleótido para degradar cualquier nucleótido no incorporado o que se encuentre en exceso. Así, si se añade un nucleótido que no está incorporado (a causa de que no es complementario a la base diana), o cualquier nucleótido añadido permanece después de un evento de incorporación (es decir, nucleótidos en exceso), entonces dichos nucleótidos no incorporados pueden eliminarse fácilmente utilizando una enzima degradante de nucleótidos. Esto se describe con detalle en el documento WP98/28440.According to this, in one embodiment main of the present invention, an enzyme is used degrading a nucleotide to degrade any nucleotide not incorporated or that is in excess. So, if you add a nucleotide that is not incorporated (because it is not complementary to the target base), or any added nucleotide remains after an incorporation event (i.e. excess nucleotides), then said unincorporated nucleotides can be easily removed using a degrading enzyme from nucleotides This is described in detail in the document. WP98 / 28440.
Tal como se considerará con mayor detalle a continuación, se ha observado que los efectos inhibitorios debidos a la utilización de un \alpha-tio nucleótido tienen lugar particularmente (o se observan) cuando se utiliza una enzima degradante nucleótida, y que dichos efectos pueden derogarse beneficiosamente según la presente invención, mediante los métodos que se describen en la presente memoria.As will be considered in greater detail to then it has been observed that the inhibitory effects due to the use of an α-thio nucleotide they take place particularly (or are observed) when a nucleotide degrading enzyme, and that such effects can be repealed beneficially according to the present invention, by the methods which are described herein.
El término "enzima degradante de nucleótidos" tal como se utiliza en la presente invención, incluye cualquier enzima puede degradar nucleótidos específica o no específicamente, incluyendo por lo menos nucleósido trifosfatos (NTP), pero opcionalmente, también di- y monofosfatos, y cualquier mezcla o combinación de dichas enzimas, siempre que esté presente una nucleósido trifosfatasa u otra actividad degradante NTP-. Aunque las enzimas degradantes nucleótidas que tienen una actividad fosfatásica pueden utilizarse convenientemente según la invención, puede utilizarse cualquier enzima que tenga cualquier actividad degradante nucleótida o nucleósida, por ejemplo, enzimas que fragmentan nucleótidos en posiciones distintas que a los grupos fosfato, por ejemplo en los residuos de azúcares o en los básicos. Así, una enzima degradante de un nucleósido trifosfato es esencial para la invención. Las enzimas degradantes nucleósido di- y/o-monofosfato son opcionales y puede utilizarse en combinación con una enzima degradante nucleósido trifosfato. Una fosfatasa que se utiliza como una enzima degradante nucleótida según este aspecto de la invención, deberá cumplir distintas criterios, como que particularmente, la constante inhibitoria (Ki) para el producto fosfato (Pi) de la acción de la fosfatasa no debe ser demasiado bajo, de forma que la enzima no sea inhibida por el fosfato que se acumula. En segundo lugar, la enzima requiere actuar relativamente rápido y no debe ser demasiado lenta (ciertas enzimas fosfatásicas pueden actuar demasiado lentamente para ser prácticas) y, en tercer lugar, deben degradar la totalidad de los cuatro sustratos nucleótidos (es decir, los sustratos A, T, G y C), con una eficiencia más o menos igual. Tal como se considera más adelante, el ATP generado en las reacciones ELIDA se prefiere para la detección de PPi, y una enzima degradante de un nucleótido útil en la invención deberá también degradar ATP eficientemente. Esto conduce a una "salida" de la señal. Se considerará que no todas las enzimas fosfatásicas (por ejemplo, las fosfatasas alcalinas que son fuertemente inhibidas por el fosfato producto) cumplen con estos criterios, y no todas pueden ser apropiadas para utilizar como una enzima degradante nucleótida según la invención. Sin embargo, dicha capacidad para ser apropiada, puede fácilmente evaluarse mediante experimentos rutinarios. La enzima degradante nucleótida preferida es la apirasa, que es tanto una difosfatasa nucleósida como trinucleósida, que cataliza las reacciones (NTP- - - -NDP + Pi y NDP- - -NMP + Pi (donde NTP es un nucleótido trifosfato, NDP un nucleósido difosfato, NMP es un nucleósido monofosfato y Pi es fosfato inorgánico). La apirasa puede obtenerse a partir de la Sigma Chemical Company. Otros posibles enzimas degradantes de nucleótidos incluyen el nucleósido trifosfato difosfohidrolasa del Pancreas Porcino (Le Bel et al., 1980, J. Biol. Chem, 255, 1227-1233). Otras enzimas se describen en la literatura.The term "degrading enzyme of nucleotides "as used in the present invention, includes any enzyme can degrade specific nucleotides or not specifically, including at least nucleoside triphosphates (NTP), but optionally, also di- and monophosphates, and any mixture or combination of said enzymes, provided it is present a nucleoside triphosphatase or other NTP- degrading activity. Though nucleotide degrading enzymes that have an activity phosphatic can be conveniently used according to the invention, any enzyme that has any activity can be used nucleotide or nucleoside degradant, for example, enzymes that they fragment nucleotides in different positions than groups phosphate, for example in sugar residues or in basic ones. Thus, a degrading enzyme of a nucleoside triphosphate is essential for the invention The degrading enzymes nucleoside di- and / or monophosphate are optional and can be used in combination with a nucleoside triphosphate degrading enzyme. A phosphatase that is used as a nucleotide degrading enzyme according to this aspect of the invention, it must comply with different criteria, such as that particularly, the inhibitory constant (Ki) for the phosphate product (Pi) of the phosphatase action should not be too low, so that the enzyme is not inhibited by the phosphate that accumulates. Second, the enzyme requires acting relatively fast and should not be too slow (certain enzymes phosphatics may act too slowly to be practical) and thirdly, they must degrade the totality of the four nucleotide substrates (i.e. substrates A, T, G and C), with an efficiency more or less equal. As considered more Further, the ATP generated in the ELIDA reactions is preferred for PPi detection, and a useful nucleotide degrading enzyme in the invention it must also degrade ATP efficiently. This leads to an "exit" of the signal. It will be considered that no all phosphatic enzymes (for example, phosphatases alkalines that are strongly inhibited by the phosphate product) meet these criteria, and not all of them may be appropriate for used as a nucleotide degrading enzyme according to the invention. However, said ability to be appropriate can easily be evaluated by routine experiments. Degrading enzyme Preferred nucleotide is apyrase, which is both a diphosphatase nucleoside as trinucleoside, which catalyzes reactions (NTP- - - -NDP + Pi and NDP- - -NMP + Pi (where NTP is a nucleotide triphosphate, NDP a nucleoside diphosphate, NMP is a nucleoside monophosphate and Pi is inorganic phosphate). The apyrase can be obtained from the Sigma Chemical Company. Other possible nucleotide degrading enzymes include the Nucleoside triphosphate diphosphohydrolase from Porcine Pancreas (Le Bel et al., 1980, J. Biol. Chem, 255, 1227-1233). Other enzymes are described in the literature.
Las enzimas degradantes de nucleótidos pueden incluirse convenientemente durante la etapa de la reacción polimerásica (es decir, la propagación o alargamiento del cebador). Así, por ejemplo, la reacción polimerásica puede llevarse a cabo convenientemente en presencia de una enzima degradante de nucleótidos. Aunque menos preferida, dicha enzima puede añadirse también después de que la incorporación de los nucleótidos (o no incorporación) haya tenido lugar, es decir, después de la etapa de la reacción polimerásica.Nucleotide degrading enzymes can conveniently included during the reaction stage Polymeric (ie propagation or elongation of the primer). Thus, for example, the polymeric reaction can be carried out. conveniently in the presence of a degrading enzyme of nucleotides Although less preferred, said enzyme may be added. also after the incorporation of nucleotides (or not incorporation) took place, that is, after the stage of The polymeric reaction.
Así, la enzima degradante de los nucleótidos (por ejemplo, apirasa), puede añadirse a la mezcla de la reacción polimerásica (es decir, ácido nucleico de la muestra, cebador y polimerasa), de cualquier forma conveniente, por ejemplo, antes de o simultáneamente al inicio de la reacción, o después de que la reacción polimerásica haya tenido lugar, por ejemplo antes de añadir nucleótidos a la muestra/cebador/polimerasa para iniciar la reacción, o después de que la polimerasa y los nucleótidos se añadan a la mezcla muestra/cebador.Thus, the nucleotide degrading enzyme (for example, apyrase), can be added to the reaction mixture Polymeric (i.e. sample nucleic acid, primer and polymerase), in any convenient way, for example, before or simultaneously at the start of the reaction, or after the Polymeric reaction has taken place, for example before add nucleotides to the sample / primer / polymerase to start the reaction, or after polymerase and nucleotides are added to the sample / primer mixture.
Convenientemente, las enzimas degradantes de los nucleótidos pueden incluirse simplemente en la mezcla de reacción para la reacción polimerásica, que puede iniciarse añadiendo el nucleótido.Conveniently, the degrading enzymes of the nucleotides can simply be included in the reaction mixture for the polymeric reaction, which can be started by adding the nucleotide
Otra característica sorprendente de la presente invención es la observación de que la utilización del isómero Rp de los \alpha-tio nucleótidos y/o de los productos de degradación de dichos \alpha-tio nucleótidos, conducen a la inhibición de una enzima degradante de nucleótidos de la presente invención, muy especialmente de la apirasa. Se cree que el isómero Rp no puede actuar como un sustrato para la apirasa, y, que, de acuerdo con esto, no es degradado por la actividad degradante de los nucleótidos de la apirasa. Alternativamente, los productos de la degradación de NTP\alphaS pueden ser inhibitorios. Así, puede crearse una situación de acumulación sucesiva del isómero Rp inhibitorio e inactivo (o de los productos inhibitorios de degradación) durante el procedimiento de secuenciación. Por tanto, otro beneficio que puede derivarse de la eliminación del isómero Rp y/o de los productos de degradación de dichos \alpha-tio-nucleótidos según la presente invención, es que la inhibición de la apirasa puede reducirse o evitarse. Esto posee beneficios muy significativos y hasta la fecha impredecibles sobre la eficiencia y capacidad de realización del método de secuenciación, y representa una ventaja significativa y sorprendente de la presente invención.Another amazing feature of the present invention is the observation that the use of the Rp isomer of the α-thio nucleotides and / or the products of degradation of said α-thio nucleotides, lead to the inhibition of a nucleotide degrading enzyme from the present invention, especially of apyrase. It is believed that the Rp isomer cannot act as a substrate for apyrase, and, which, according to this, is not degraded by the activity degrading nucleotides of apyrase. Alternatively, the NTP? S degradation products may be inhibitory. Thus, a situation of successive accumulation of the Rp inhibitory and inactive isomer (or inhibitory products degradation) during the sequencing procedure. By therefore, another benefit that can be derived from the elimination of Rp isomer and / or degradation products of said α-thio-nucleotides according to the present invention, is that the inhibition of apyrase can be reduced or avoided. This has very significant benefits and to date unpredictable about the efficiency and capacity of realization of the sequencing method, and represents an advantage significant and surprising of the present invention.
La degradación de los nucleótidos no
incorporados por la apirasa beneficia incluso a la producción de
señales de detección de PPi bien definidas (por ejemplo, afiladas o
estrechas/definidas) (véase más adelante). Cuando dicha degradación
es ineficiente, debida a la inhibición de la enzima apirasa, este
beneficio se pierde progresivamente. De este modo, la inhibición de
la apirasa se aprecia, directa o indirectamente, como una tasa de
degradación más lenta del nucleótido, y, en consecuencia, como una
señal de la bien definida detección de PPi "más amplia" o
menos, en los últimos ciclos de la secuenciación. En particular, en
el contexto de la detección ELIDA de la liberación de PPi, que se
describe más adelante, la disminución observada en la señal (luz) se
"aprecia" como una degradación del ATP (generado en las
reacciones ELIDA). Así, "se aprecia" una tasa más lenta de
degradación del ATP. De esto puede deducirse que la tasa de
degradación de nucleótidos no incorporados es también más lenta.
Además, puede producirse un alargamiento no sincronizado. Esto tiene
lugar, ya que la presencia de nucleótidos no incorporados y no
degradados puede conducir a múltiples reacciones de alargamiento que
tengan lugar fuera de fase, y que conduzcan a señales que se
solapan (solapamiento de la señal o señales fuera de fase). Dicho
alargamiento no sincronizado limita, de este modo, el número de
nucleótidos
que pueden ser secuenciados en un procesamiento
secuencial dado, por ejemplo, el alcanzable de longitud lectora.Degradation of nucleotides not incorporated by apyrase benefits even the production of well-defined PPi detection signals (eg sharp or narrow / defined) (see below). When such degradation is inefficient, due to the inhibition of the enzyme apyrase, this benefit is progressively lost. Thus, the inhibition of apyrase is directly or indirectly seen as a slower degradation rate of the nucleotide, and, consequently, as a signal of the well-defined detection of PPi "broader" or less, in the last cycles of sequencing. In particular, in the context of the ELIDA detection of the release of PPi, which is described below, the decrease observed in the signal (light) is "appreciated" as a degradation of the ATP (generated in the ELIDA reactions). Thus, a slower rate of ATP degradation is "appreciated." From this it can be deduced that the degradation rate of unincorporated nucleotides is also slower. In addition, non-synchronized elongation may occur. This takes place, since the presence of unincorporated and non-degraded nucleotides can lead to multiple elongation reactions that take place out of phase, and that lead to overlapping signals (signal overlapping or out of phase signals). Said non-synchronized elongation thus limits the number of nucleotides.
which can be sequenced in a given sequential processing, for example, the readable length readable.
La capacidad para secuenciar fragmentos más largos del ácido nucleico constituye un objetivo deseable en el ámbito de la secuenciación. Los efectos inhibitorios que resultan de la utilización de \alpha-tio nucleótidos sobre las enzimas que se encuentran en los métodos de secuenciación que se basan en PPI, conduce a una disminución en la fidelidad y a una prolongación no sincronizada, limitando de este modo el alcance de la longitud lectora, es decir, la longitud del ácido nucleico que puede ser secuenciada con éxito. La longitud lectora puede mejorarse según la presente invención eliminando el isómero Rp del \alpha tionucleótido y/o el producto de degradación de los \alpha-tio nucleótidos.The ability to sequence more fragments nucleic acid lengths constitutes a desirable target in the Scope of sequencing. The inhibitory effects that result from the use of α-thio nucleotides on the enzymes found in the sequencing methods that are based on PPI, leads to a decrease in fidelity and a non-synchronized extension, thereby limiting the scope of the reading length, that is, the length of the nucleic acid that It can be sequenced successfully. The reading length can be improved according to the present invention by eliminating the Rp isomer of α? thionucleotide and / or degradation product of α-thio nucleotides.
La longitud alcanzable de lectura es, hasta cierto punto, un parámetro que depende de los criterios de aceptación que se adopten. Puede perderse la limpieza de la señal, pero la secuencia puede todavía ser legible para el experto y el profesional con experiencia. Por tanto, los límites precisos de la longitud lectora no son siempre entendibles o no pueden aplicarse generalmente, y pueden depender de las circunstancias. Sin embargo, en algunos casos se ha encontrado que 50 o más, o incluso 100 o más (por ejemplo 200 o más) bases, pueden leerse fácilmente según la presente invención. Los métodos de la invención son pues, apropiados, para la secuenciación de 100 bases o más. En particular, la presente invención puede utilizarse ventajosamente en la secuenciación de 50 o más, 60 o más, 70 o más u 80 o más bases.The reachable reading length is, up to certain point, a parameter that depends on the criteria of acceptance to be adopted. The signal cleaning may be lost, but the sequence can still be readable to the expert and the Experienced professional. Therefore, the precise limits of the Reading length are not always understandable or cannot be applied generally, and may depend on the circumstances. But nevertheless, in some cases it has been found that 50 or more, or even 100 or more (for example 200 or more) bases, can be easily read according to the present invention The methods of the invention are thus, appropriate, for sequencing 100 bases or more. In In particular, the present invention can be used advantageously in sequencing of 50 or more, 60 or more, 70 or more or 80 or more bases.
La liberación de PPi puede detectarse según la presente invención de cualquier forma deseada o conveniente. El PPi puede determinarse mediante muchos métodos distintos, y en la literatura se han descrito diversos métodos enzimáticos (Reeves et al., (1969), Anal. Biochem.,28, 282-287, Guillory et al.,(1971), Anal Biochem, 39, 170-180; Johnson et al., (1968), Anal Biochem., 15, 273, Cook et al (1978), Anal Biochem 91, 557-565; y Drake et al (1979), Anal Biochem, 94, 117-120).The release of PPi can be detected according to the present invention in any desired or convenient way. PPi can be determined by many different methods, and various enzymatic methods have been described in the literature (Reeves et al ., (1969), Anal. Biochem., 28, 282-287, Guillory et al ., (1971), Anal Biochem, 39, 170-180; Johnson et al ., (1968), Anal Biochem., 15, 273, Cook et al (1978), Anal Biochem 91, 557-565; and Drake et al (1979), Anal Biochem , 94, 117-120).
Resulta preferida la utilización de una reacción generadora de luz basada en la luciferasa (por ejemplo, una luciferina basada en la luciferasa), para detectar la liberación de pirofosfato, ya que la cantidad de luz generada es sustancialmente proporcional a la cantidad de pirofosfato liberado, la cual, a su vez, es directamente proporcional al número de bases que se incorporan. La cantidad de luz puede estimarse fácilmente mediante un dispositivo apropiado sensible a la luz, tal como un luminómetro.The use of a reaction is preferred luciferase-based light generator (for example, a Luciferin based on luciferase), to detect the release of pyrophosphate, since the amount of light generated is substantially proportional to the amount of pyrophosphate released, which, at its Once, it is directly proportional to the number of bases that are incorporate. The amount of light can be easily estimated by an appropriate light sensitive device, such as a luminometer
Las reacciones que se basan en la luciferasa para detectar la liberación de PPi son bien conocidas en la técnica. En particular, se ha desarrollado por Nyren y Lundin (Anal. Biochem, 151, 504-509, 1985) un método para detectar la liberación de PPi, basado en las enzimas ATP sulfurilasa y luciferasa y denominado ELIDA (Ensayo luminométrico enzimático de detección del pirofosfato inorgánico). La utilización del método ELIDA para detectar PPi se prefiere según la presente invención. El método puede, sin embargo, modificarse, por ejemplo, utilizando una luciferasa más termoestable (Kaliyama et al, 1994, Biosci. Biotech. Biochem, 58, 1170-1171) y/o ATP sulfurilasa (Onda et al., 1996, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 60: 10, 1740-42). Este método se basa en las reacciones siguientes:Reactions that rely on luciferase to detect the release of PPi are well known in the art. In particular, a method has been developed by Nyren and Lundin (Anal. Biochem, 151, 504-509, 1985) to detect the release of PPi, based on the enzymes ATP sulfurilase and luciferase and called ELIDA (Enzymatic luminometric assay for the detection of inorganic pyrophosphate). The use of the ELIDA method to detect PPi is preferred according to the present invention. The method can, however, be modified, for example, using a more thermostable luciferase (Kaliyama et al , 1994, Biosci. Biotech. Biochem, 58, 1170-1171) and / or ATP sulfurilase (Onda et al ., 1996, Bioscience , Biotechnology and Biochemistry, 60: 10, 1740-42). This method is based on the following reactions:
De acuerdo con esto, resulta preferido detectar enzimáticamente la liberación de PPi, y las enzimas de detección preferidas que se utilizan en la reacción de detección del PPi son la ATP sulfurilasa y la luciferasa.Accordingly, it is preferred to detect enzymatically release PPi, and detection enzymes Preferred that are used in the PPi detection reaction are ATP sulfurylase and luciferase.
En una reacción de detección del PPi que se basa en las enzimas ATP sulfurilasa y luciferasa, la señal (que corresponde al PPi liberado) se aprecia como luz. La generación de la luz puede observarse como una curva que se conoce como un pirograma. La luz se genera por la acción de la luciferasa sobre el producto ATP (producido por una reacción entre PPi y APS (véase a continuación) mediada por la ATP sulfurilasa) y, cuando se utiliza una enzima degradante de nucleótidos tal como la apirasa, la generación lumínica "se produce" entonces por la acción de la enzima degradante del nucleótido, degradando el ATP que es el sustrato para la luciferasa. La pendiente de la curva ascendente puede apreciarse como indicativa de las actividades de la ADN polimerasa (liberación de PPi) y de la ATP sulfurilasa (generando ATP de PPi, proporcionando entonces un sustrato para la luciferasa). La altura de la señal depende de la actividad de la luciferasa, y la pendiente de la curva descendente es indicativa de, tal como se ha explicado anteriormente, la actividad de la enzima degradante del nucleótido.In a PPi detection reaction that is based in the enzymes ATP sulfurylase and luciferase, the signal (which corresponds to the released PPi) is seen as light. The generation of light can be seen as a curve that is known as a pyrogram The light is generated by the action of luciferase on the ATP product (produced by a reaction between PPi and APS (see a continued) mediated by ATP sulfurylase) and, when used a nucleotide degrading enzyme such as apyrase, the light generation "is produced" then by the action of the nucleotide degrading enzyme, degrading ATP which is the substrate for luciferase. The slope of the upward curve can be seen as indicative of DNA activities polymerase (release of PPi) and ATP sulfurylase (generating PPI ATP, then providing a substrate for the luciferase). The height of the signal depends on the activity of the luciferase, and the slope of the downward curve is indicative of, as explained above, the activity of the nucleotide degrading enzyme.
Ventajosamente, incluyendo la enzima o enzimas de detección del PPi (es decir,la enzima o enzimas necesarias para alcanzar la detección de PPi según el sistema de detección enzimático seleccionado, que en el caso de ELIDA será la ATP sulfurilasa y luciferasa) en la etapa de reacción polimerásica, el método de la invención puede adaptase fácilmente para permitir que las reacciones de secuenciación sean controladas continuamente en tiempo real, siendo generada y detectada una señal cuando cada nucleótido se incorpora. Los beneficios de dichas consideraciones se consideran con mayor detalle en el documento WO9813523.Advantageously, including the enzyme or enzymes PPi detection (i.e. the enzyme or enzymes needed to reach the detection of PPi according to the detection system selected enzyme, which in the case of ELIDA will be the ATP sulfurilase and luciferase) in the polymeric reaction stage, the method of the invention can be easily adapted to allow sequencing reactions are continuously monitored in real time, a signal being generated and detected when each nucleotide is incorporated. The benefits of these considerations are considered in more detail in WO9813523.
Así, las enzimas de detección de PPi (junto con cualesquiera sustratos enzimáticos u otros reactivos necesarios para la reacción de detección del PPi), pueden ser incluidas simplemente en la mezcla de la reacción polimerásica.Thus, PPi detection enzymes (along with any enzyme substrates or other reagents necessary to PPi detection reaction), can simply be included in the polymeric reaction mixture.
Más particularmente, para llevar a cabo esta forma de realización del método de la invención, las enzimas de detección se incluyen en la etapa de reacción polimerásica, es decir en la etapa de reacción de alargamiento de la cadena. De este modo, las enzimas de detección se añaden a la mezcla de reacción para la etapa polimerásica anterior a, simultánea con, o durante la reacción polimerásica. En el caso de una reacción de detección ELIDA, la mezcla de reacción para la reacción polimerásica puede así incluir por lo menos un nucleótido, polimerasa, luciferina, APS, ATP sulfurilasa y luciferasa. La reacción polimerásica puede iniciarse añadiendo la polimerasa, o más preferentemente el nucleótido, y preferentemente las enzimas de detección se encuentran ya presentes en el momento en el que la reacción se inicia, o pueden añadirse con el reactivo que inicia la reacción. Si se utiliza una enzima degradante de nucleótidos tal como la apirasa, se entenderá, por supuesto, que la adición de la polimerasa no seguirá a la apirasa, si se encuentran presentes nucleótidos.More particularly, to carry out this embodiment of the method of the invention, the enzymes of detection are included in the polymeric reaction step, that is in the chain elongation reaction stage. In this way, the detection enzymes are added to the reaction mixture for Polymeric stage prior to, simultaneous with, or during the polymeric reaction. In the case of a detection reaction ELIDA, the reaction mixture for the polymer reaction can thus include at least one nucleotide, polymerase, luciferin, APS, ATP sulfurylase and luciferase. The polymeric reaction can start by adding the polymerase, or more preferably the nucleotide, and preferably detection enzymes are found already present at the moment when the reaction starts, or they can be added with the reagent that initiates the reaction. Whether uses a nucleotide degrading enzyme such as apyrase, it will understand, of course, that the addition of polymerase will not follow to apyrase, if nucleotides are present.
La presente invención permite, pues, que la liberación de PPi sea detectada durante la reacción polimerásica, proporcionando una señal en tiempo real. Las reacciones de secuenciación pueden controlarse continuamente en tiempo real.The present invention thus allows the PPi release is detected during the polymeric reaction, providing a real time signal. The reactions of Sequencing can be monitored continuously in real time.
El isómero Rp y/o los productos de degradación de NTP\alphaS pueden eliminarse, según la presente invención, de varias formas, y el término "eliminado" requiere simplemente que el isómero Rp y/o los productos de degradación sean eliminados o excluidos de la etapa de la reacción polimerásica. Esto puede obtenerse de cualquier forma conveniente. Por ejemplo, el isómero Rp puede excluirse, no encontrándose en la preparación NTP\alphaS que se añade o se incluye en la mezcla de la reacción polimerásica. Alternativamente, la preparación NTP\alphaS puede inicialmente incluir el isómero Rp, pero puede eliminarse antes, durante o después, de la inclusión en o de la adición a la mezcla de la reacción polimerásica, por ejemplo, mediante degradación enzimática. Pueden también utilizarse combinaciones de medios para eliminar el isómero Rp (por ejemplo, eliminando y excluyendo). Así, el isómero Rp puede eliminarse o excluirse a partir de la etapa de reacción polimerásica, a partir de la etapa después de que la polimerización haya tenido lugar (es decir, la etapa de degradación de los nucleótidos), o la detección de la etapa de incorporación nucleótida.The Rp isomer and / or degradation products of NTP? S can be removed, according to the present invention, from several ways, and the term "deleted" simply requires that the Rp isomer and / or degradation products are removed or excluded from the stage of the polymer reaction. This can Obtain in any convenient way. For example, the isomer Rp can be excluded, not being in the NTP? which is added or included in the polymer reaction mixture. Alternatively, the NTP? S preparation may initially include the Rp isomer, but can be removed before, during or afterwards, of the inclusion in or of the addition to the mixture of the Polymeric reaction, for example, by enzymatic degradation. Media combinations can also be used to eliminate the Rp isomer (for example, removing and excluding). Thus, the isomer Rp can be removed or excluded from the reaction stage polymeric, from the stage after the polymerization has taken place (i.e. the stage of degradation of nucleotides), or the detection of the stage of incorporation nucleotide
Los productos de degradación de NTP\alpha-S pueden eliminarse durante la etapa de polimerización, la etapa de degradación de los nucleótidos o de la detección de la etapa de incorporación de los nucleótidos. Por ejemplo, los productos de degradación se eliminan mediante degradación enzimática.The degradation products of NTP? -S can be removed during the stage of polymerization, the degradation stage of the nucleotides or of the detection of the stage of incorporation of nucleotides. By example, degradation products are eliminated by enzymatic degradation
En una forma de realización de la invención, el isómero Rp puede, por tanto. ser eliminado utilizando una preparación de NTP\alphaS que contiene sólo el isómero Sp, por ejemplo, utilizando sólo el isómero Sp de NTP\alphaS, por ejemplo, isómero Sp puro. Los isómeros individuales Rp y Sp de dATP\alphaS están disponibles comercialmente (por ejemplo, en Biolog Life Science, Bremen, DE). Alternativamente, dichos isómeros pueden sintetizarse fácilmente estereo-específicamente, o purificados (separados) a partir de una mezcla racémica utilizando métodos bien conocidos en la técnica y que se describen en la literatura (véase por ejemplo, Eckstein, supra). dATP\alphaS,junto con los \alpha-tio análogos de dCTP, dGTP y dTTP, pueden obtenerse de Amersham Pharmacia Biotech (Uppsala, SE).In an embodiment of the invention, the Rp isomer can therefore. be removed using a preparation of NTP? S containing only the Sp isomer, for example, using only the Sp isomer of NTP? S, for example, pure Sp isomer. The individual Rp and Sp isomers of dATPαS are commercially available (eg, in Biolog Life Science, Bremen, DE). Alternatively, said isomers can be easily synthesized stereo-specifically, or purified (separated) from a racemic mixture using methods well known in the art and described in the literature (see for example, Eckstein, supra ). dATPαS, together with the α-thio analogs of dCTP, dGTP and dTTP, can be obtained from Amersham Pharmacia Biotech (Uppsala, SE).
El isómero Rp puede reducirse en la etapa reactiva a menos que el 10% del dATP\alphaS total, preferentemente menos que el 5%, más preferentemente menos que el 3% del isómero Rp.The Rp isomer can be reduced in the stage reactive at less than 10% of total dATP? S, preferably less than 5%, more preferably less than 3% of the isomer Rp.
En una forma de realización alternativa, el isómero Rp y/o los productos de degradación del análogo \alpha-tio nucleótido, pueden ser eliminados utilizando una enzima que lo degrada, particularmente la fosfatasa alcalina. En particular, resultados experimentales preliminares nos llevan a pensar que la fosfatasa alcalina puede degradar ambos isómeros de NTP\alphaS, incluyendo el isómero Rp y los productos de degradación de NTP\alphaS. El isómero Rp y los productos de degradación de NTP\alphaS que se encuentran en la mezcla de reacción, o en la preparación de NTP\alphaS, pueden eliminarse fácilmente (degradarse) añadiendo una enzima fosfatasa alcalina.In an alternative embodiment, the Rp isomer and / or analog degradation products α-thio nucleotide, can be removed using an enzyme that degrades it, particularly phosphatase alkaline In particular, preliminary experimental results we lead to think that alkaline phosphatase can degrade both NTP? S isomers, including the Rp isomer and the products of degradation of NTPαS. The Rp isomer and the products of degradation of NTPαS found in the mixture of reaction, or in the preparation of NTP? S, can be eliminated easily (degrade) by adding an alkaline phosphatase enzyme.
En una forma de realización más particular, puede utilizarse una combinación del isómero Sp junto con una enzima fosfatasa alcalina.In a more particular embodiment, a combination of the Sp isomer can be used together with an enzyme alkaline phosphatase.
Convenientemente, la fosfatasa alcalina puede simplemente ser incluida durante la etapa de la reacción polimerásica. Esto puede obtenerse añadiendo la enzima a la mezcla de reacción polimerásica antes de, o simultáneamente con, el inicio de la reacción de la polimerasa, o después de que la reacción polimerásica haya tenido lugar, por ejemplo, antes de añadir los nucleótidos a la mezcla muestra/cebador/polimerasa para iniciar la reacción, o después de que la polimerasa y el nucleótido se añaden a la mezcla muestra/cebador.Conveniently, alkaline phosphatase can simply be included during the reaction stage Polymeric This can be obtained by adding the enzyme to the mixture of polymeric reaction before, or simultaneously with, the onset of the polymerase reaction, or after the reaction Polymeric has taken place, for example, before adding the nucleotides to the sample / primer / polymerase mixture to initiate the reaction, or after the polymerase and nucleotide are added to The sample / primer mixture.
Alternativamente, la fosfatasa alcalina puede inmovilizarse sobre un soporte sólido, por ejemplo, un soporte sólido particular (por ejemplo, perlas magnéticas) o un filtro, o una varilla, etc, y puede añadirse a la mezcla de la reacción polimerásica en un momento conveniente. Cuando el isómero Rp se ha degradado, la enzima inmovilizada puede eliminarse de la mezcla de reacción (por ejemplo, puede retirarse o capturarse, por ejemplo, magnéticamente, en el caso de perlas magnéticas), antes de que se añada al próximo nucleótido. El procedimiento puede entonces repetirse para secuenciar más bases.Alternatively, alkaline phosphatase can immobilize on a solid support, for example, a support particular solid (e.g., magnetic beads) or a filter, or a rod, etc., and can be added to the reaction mixture Polymeric at a convenient time. When the Rp isomer has degraded, the immobilized enzyme can be removed from the mixture of reaction (for example, can be removed or captured, for example, magnetically, in the case of magnetic beads), before it add to the next nucleotide. The procedure can then Repeat to sequence more bases.
La fosfatasa alcalina cataliza la extracción de los residuos 5'-fosfato a partir de los nucleósidos tri-, di- y monofosfatos (incluyendo ribo-NTP y dNTP, y, tal como se ha mencionado anteriormente, los dos isómeros de NTP\alphaS. De esta forma, no sólo se degradan nucleótidos (nucleósido trifosfatos), sino también NDP y NMP. Fosfatasas alcalinas de langostinos, bacterias y/o intestinales de ternero, son las enzimas preferidas, pero puede utilizarse cualquier enzima fosfatasa alcalina apropiada en el método de la invención, de cualquier origen conveniente. La enzima preferida es la del langostino. Existen muchas fuentes comerciales de enzimas fosfatasa alcalina, o pueden, si se desea, aislarse a partir de un organismo productor.Alkaline phosphatase catalyzes the extraction of 5'-phosphate residues from nucleosides tri-, di- and monophosphates (including ribo-NTP and dNTP, and, as mentioned above, the two isomers of NTP? In this way, not only nucleotides are degraded (nucleoside triphosphates), but also NDP and NMP. Phosphatases alkaline prawns, bacteria and / or intestinal calves, are preferred enzymes, but any enzyme can be used appropriate alkaline phosphatase in the method of the invention, of Any convenient origin. The preferred enzyme is that of shrimp. There are many commercial sources of phosphatase enzymes alkaline, or may, if desired, be isolated from an organism producer.
La cantidad de fosfatasa alcalina que se utilice, dependerá del sistema reactivo preciso empleado, de las condiciones de la reacción, etc, y puede determinarse fácilmente mediante experimentos rutinarios. Se ha encontrado que, por ejemplo, pueden utilizarse concentraciones de 50 mU a 10 U.The amount of alkaline phosphatase that is use, will depend on the precise reactive system used, of the reaction conditions, etc., and can be easily determined through routine experiments. It has been found that, for example, concentrations of 50 mU at 10 U can be used.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la fosfatasa alcalina posee una actividad degradante de NDP y NMP, así como de NTP. Se beneficia, además, de actuar asimismo sobre sustratos \alpha-tio modificados, incluyendo, por lo tanto, no sólo a NTP\alphas, sino también a NDP\alphas y NMP\alphaS. Esta actividad presta un beneficio ulterior a la presente invención. Así, se ha observado que la enzima apirasa, y también la enzima luciferasa utilizadas en el método preferido de detección de PPi según la presente invención, son inhibidas cuando un NTP\alphaS es utilizado para la incorporación nucleótida. La naturaleza exacta de los efectos inhibitorios observados no está clara, pero puede ser debida al producto NTP\alphaS o a la inhibición del sustrato. Así, NTP\alphaS puede él mismo ser inhibitorio, o más probablemente un producto de degradación de NTP\alphaS (por ejemplo, resultante de la acción de la apirasa), es inhibitorio. Por ejemplo, se postula que los productos de degradación de NDP\alphaS y NMP\alphaS (en particular dADP\alphaS y dAMP\alphaS) producidos por la acción de la apirasa sobre NTP\alphaS, y que se añaden a la mezcla de la reacción polimerásica para incorporación, pueden ser inhibitorios. Más particularmente, se cree que ambos isómeros Sp y Rp de NDP\alphaS y/o NMP\alphaS inhiben la luciferasa, y también la enzima apirasa (veáse más adelante en los Ejemplos). Dichas sustancias inhibitorias pueden eliminarse (o reducirse) por la acción de la fosfatasa alcalina.As mentioned above, the alkaline phosphatase possesses a degrading activity of NDP and NMP, as well as of NTP. It also benefits from acting on modified α-thio substrates, including, by therefore, not only to NTPαs, but also to NDPαs and NMP? This activity provides a further benefit to the present invention Thus, it has been observed that the enzyme apirasa, and also the luciferase enzyme used in the preferred method of PPi detection according to the present invention, are inhibited when an NTP? is used for nucleotide incorporation. The exact nature of the inhibitory effects observed is not clear, but it may be due to the NTP? or S product substrate inhibition. Thus, NTP \ alphaS can itself be inhibitory, or more likely a degradation product of NTP? (For example, resulting from the action of apyrase), It is inhibitory. For example, it is postulated that the products of degradation of NDP? and NMP? (in particular dADPαS and dAMPαS) produced by the action of the apirasa on NTPαS, and they are added to the mixture of the Polymeric reaction for incorporation, may be inhibitory. More particularly, it is believed that both Sp and Rp isomers of NDP? And / or NMP? S inhibit luciferase, and also the apyrase enzyme (see later in the Examples). These inhibitory substances can be eliminated (or reduced) by action of alkaline phosphatase.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la inhibición de la apirasa es indicada por una tasa de degradación más lenta de los nucleótidos, y por tanto, por un aumento de la anchura de la señal. Puede producirse también un alargamiento no sincronizado, y esto limita la longitud lectora alcanzable. La inhibición de la luciferasa es indicada por una disminución en la intensidad de la señal. De este modo, tal como se indica además en los Ejemplos a continuación, la inhibición de la luciferasa puede apreciarse cono una disminución equilibrada en la altura del pico de la señal, ya que los nucleótidos se incorporan en los últimos ciclos de la secuenciación.As mentioned above, the apyrase inhibition is indicated by a degradation rate slower nucleotides, and therefore, by an increase in signal width There may also be an elongation not synchronized, and this limits the reachable reading length. The Luciferase inhibition is indicated by a decrease in signal strength Thus, as also indicated in The Examples below, luciferase inhibition can can be seen as a balanced decrease in peak height of the signal, since nucleotides are incorporated into the last sequencing cycles
El efecto de la disminución de la intensidad de la señal (inhibición de la luciferasa) puede combinarse con el efecto de pérdida de la definición de la señal (por ejemplo, aumento de la anchura de la señal o señales que se encuentran fuera de fase) (inhibición de la apirasa) para reducir la eficiencia del método de secuenciación y, por tanto, la capacidad para proporcionar longitudes de lectura más largas. La utilización de la fosfatasa alcalina conjuntamente con la apirasa y dATP\alphaS (y opcionalmente otros dNTP\alphaS's) posee el beneficio adicional inesperado de derogar estas fuentes adicionales significativas de la inhibición (particularmente la inhibición proveniente de la utilización de NTP\alphaS conjuntamente con la apirasa, por ejemplo debido a NDP\alphaS y/o NMP\alphaS producidos mediante la acción de la apirasa).The effect of the decrease in intensity of the signal (luciferase inhibition) can be combined with the loss of signal definition effect (for example, increase of the width of the signal or signals that are outside of phase) (inhibition of apyrase) to reduce the efficiency of sequencing method and therefore the ability to Provide longer reading lengths. The use of the alkaline phosphatase in conjunction with apyrase and dATPαS (and optionally other dNTP?) has the additional benefit unexpected to repeal these significant additional sources of the inhibition (particularly inhibition from use of NTP? in conjunction with apyrase, by example due to NDP? and / or NMP? produced by the action of apirasa).
Otros beneficios de la utilización de la fosfatasa alcalina pueden también estar disponibles. Así, en ciertas condiciones o circunstancias, por ejemplo, la secuenciación de lectura larga (por ejemplo, por encima de 50 ciclos), otros NTP no tio-modificados, añadidos para incorporación, pueden constituir asimismo una fuente de inhibición, aunque en un grado menor que sus análogos \alpha-tio modificados. Por ejemplo, resultados preliminares sugieren que dATP puede constituir una fuente de inhibición para la enzima luciferasa (véanse los Ejemplos a continuación). La acción de la apirasa sobre los NTP no incorporados da lugar a la acumulación de productos de degradación, particularmente NDP y NMP (por ejemplo, dADP, dAMP, dCTP, dCMP, dGDP, dGMP, dTDP, dTMP). En los últimos ciclos de secuenciación, dichos productos pueden inhibir enzimas utilizadas en las reacciones de secuenciación y/o de detección de PPi, por ejemplo la apirasa y/o la luciferasa. Aunque cualquiera de dichos efectos inhibitorios pueden obtenerse con otros nucleótidos, serán inferiores que los que provengan de la utilización de NTP\alphaS, y pueden contribuir todavía, sin embargo, a una disminución en la eficacia del sistema. Como se ha mencionado antes, cualquier problema potencial causado por dichas sustancias inhibitorias, puede eliminarse o reducirse por la acción de la fosfatasa alcalina.Other benefits of using the alkaline phosphatase may also be available. So, in certain conditions or circumstances, for example, the sequencing of long reading (for example, above 50 cycles), other NTP not thio-modified, added for incorporation, may also constitute a source of inhibition, although to a degree less than its modified α-thio analogs. By For example, preliminary results suggest that dATP may constitute a source of inhibition for the enzyme luciferase (see Examples below). The apirasa action on the NTP does not incorporated leads to the accumulation of degradation products, particularly NDP and NMP (for example, dADP, dAMP, dCTP, dCMP, dGDP, dGMP, dTDP, dTMP). In the last sequencing cycles, such products can inhibit enzymes used in PPi sequencing and / or detection reactions, for example the apirasa and / or luciferase. Although any of these effects inhibitors can be obtained with other nucleotides, they will be lower than those from the use of NTP?, and can still contribute, however, to a decrease in system efficiency As mentioned before, any potential problem caused by such inhibitory substances, can be eliminated or reduced by the action of phosphatase alkaline
ATP es generado en la primera etapa de la reacción ELIDA (catalizada por la enzima ATP sulfurilasa), que se utiliza como el método preferido para la deteccion de PPi. Dicho producto ATP (en particular cualquiera de dichos ATP que no se utilice en la subsiguiente reacción luciferásica), puede también actuar como un sustrato para la apirasa (u otro enzima degradante de nucleótidos), y por tanto, puede conducir asimismo a la generación de productos inhibitorios (por ejemplo, ADP y AMP), que pueden inhibir la luciferasa, y en un grado menor, también la apirasa. Otra vez, cualesquiera de dichos productos inhibitorios puede reducirse o eliminarse mediante la acción de la fosfatasa alcalina.ATP is generated in the first stage of the ELIDA reaction (catalyzed by the enzyme ATP sulfurylase), which is used as the preferred method for the detection of PPi. Saying ATP product (in particular any such ATP that is not use in the subsequent luciferic reaction), you can also act as a substrate for apyrase (or other degrading enzyme of nucleotides), and therefore, can also lead to generation of inhibitory products (for example, ADP and AMP), which they can inhibit luciferase, and to a lesser extent, also the apirasa. Again, any of said inhibitory products can be reduced or eliminated by the action of phosphatase alkaline
Finalmente, la utilización de fosfatasa alcalina puede tener además un beneficio para reducir cualesquiera problemas causados por la contaminación quinásica. Las quinasas pueden ser contaminantes de preparaciones enzimáticas que se utilizan en las reacciones de secuenciación y de detección de PPi que se describen en la presente memoria. La acción de las quinasas sobre los productos de degradación de la apirasa (es decir, NDP o NMP), y el ATP resultante de la reacción de la ATP sulfurilasa en el procedimiento ELIDA, pueden generar NTP que pueden deformar la reacción primaria de secuenciación (es decir, puede incorporarse mediante la polimerasa) y conducir a un alargamiento no sincronizado. La fosfatasa alcalina ejerce un efecto beneficioso degradando sustratos quinásicos potenciales.Finally, the use of alkaline phosphatase it can also have a benefit to reduce any problems caused by the quinasic contamination. The kinases can be Contaminants of enzymatic preparations used in PPi sequencing and detection reactions described In the present memory. The action of kinases on degradation products of apyrase (ie, NDP or NMP), and the ATP resulting from the reaction of ATP sulfurylase in the ELIDA procedure, can generate NTP that can deform the primary sequencing reaction (i.e. it can be incorporated by polymerase) and lead to elongation not synchronized Alkaline phosphatase exerts a beneficial effect degrading potential kinetic substrates.
El ácido nucleico de la muestra (es decir, el ácido nucleico diana que va a secuenciarse) puede ser cualquier secuencia polinucleótida de la que sea deseable obtener información secuencial. Es decir, puede ser cualquier secuencia polinucleótida, o verdaderamente oligonucleótida. El ácido nucleico puede ser ADN o ARN, y puede ser natural o sintético. Así, el ácido nucleico diana puede ser ADN genómico o cADN, o un producto PCR, u otro amplicón etc. El ácido nucleico diana (muestra) puede utilizarse en cualquier forma conveniente, según métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, aislados, clonados, amplificados, etc, y puede prepararse para la reacción de secuenciación, tal como se desee, según métodos conocidos en la técnica. El ácido nucleico de la muestra actúa como matriz para una posible prolongación del cebador basada en la polimerasa y al que se puede hacer referencia, convenientemente como "matriz" o "matriz ácido nucleica". El ADN puede también ser mono o bicatenario, aunque en las reacciones de secuenciación se ha utilizado tradicionalmente una matriz de ADN monocatenario, o verdaderamente, en cualquier reacción de alargamiento del cebador, es posible utilizar una matriz bicatenaria, un desplazamiento de la cadena, o llevarse a cabo una apertura localizada de las dos cadenas del ADN, para permitir la hibridación del cebador y que tenga lugar la acción de la polimerasa.The nucleic acid in the sample (that is, the target nucleic acid to be sequenced) can be any polynucleotide sequence of which it is desirable to obtain information sequential. That is, it can be any polynucleotide sequence, or truly oligonucleotide. The nucleic acid can be DNA or RNA, and can be natural or synthetic. Thus, the target nucleic acid it can be genomic DNA or cDNA, or a PCR product, or other amplicon etc. The target nucleic acid (sample) can be used in any conveniently, according to methods known in the art, by example, isolated, cloned, amplified, etc., and can be prepared for the sequencing reaction, as desired, according to methods known in the art. The nucleic acid in the sample acts as matrix for possible primer extension based on polymerase and to which reference can be made, conveniently as "matrix" or "nucleic acid matrix". DNA can also be single or double stranded, although in the reactions of sequencing has traditionally used a DNA matrix single-stranded, or truly, in any reaction of primer elongation, it is possible to use a matrix double-stranded, a chain shift, or a localized opening of the two strands of DNA, to allow the primer hybridization and the action of the polymerase
En la reacción polimerásica, puede utilizarse cualquier enzima polimerásica conveniente, según se seleccione, tal como se describirá con mayor detalle a continuación. En el caso de una matriz de ARN, dicha enzima polimerásica puede consistir en una enzima transcriptasa inversa.In the polymeric reaction, it can be used any convenient polymeric enzyme, as selected, such as will be described in more detail below. In the case of an RNA matrix, said polymeric enzyme may consist of a reverse transcriptase enzyme.
Para repetir cíclicamente el método y de ese modo secuenciar el ADN de la muestra y, ayudar también a la separación de un ADN monocatenario de la muestra, de su cadena complementaria, el ADN de la muestra puede inmovilizarse opcionalmente o proveerse de medios para unirlo a un soporte sólido.To cyclically repeat the method and of that sequence the sample DNA and also help the separation of a single-stranded DNA from the sample, from its chain complementary, the sample DNA can be immobilized optionally or provide means to attach it to a support solid.
Además, la cantidad de ADN que se encuentra en una muestra que va a analizarse, puede ser pequeña, y puede, por tanto, desearse entonces amplificar el ADN antes de la secuenciación. Tal como se ha mencionado anteriormente, el ADN de la muestra puede ser entonces un amplicón.In addition, the amount of DNA found in a sample to be analyzed may be small, and may, by therefore, wishing to amplify the DNA before sequencing As mentioned above, the DNA of the Sample can then be an amplicon.
Puede utilizarse cualquier método de amplificación in vitro o in vivo que se desee, por ejemplo PCR (o una variante o modificación suya), o la Replicación Autosostenida de la Secuencia (3SR), o la reacción en cadena de la ligasa (LCR), etc. Cualquiera que sea el método utilizado, puede ser conveniente inmovilizar el ADN amplificado, o proveerlo con medios para unirlo a un soporte sólido. Por ejemplo, puede inmovilizarse un cebador PCR, o proveerlo con medios para unirlo a un soporte sólido.Any desired in vitro or in vivo amplification method can be used, for example PCR (or a variant or modification thereof), or the Self-Sustained Sequence Replication (3SR), or the ligase chain reaction (CSF), etc. Whatever the method used, it may be convenient to immobilize the amplified DNA, or provide it with means to attach it to a solid support. For example, a PCR primer can be immobilized, or provided with means to attach it to a solid support.
La inmovilización del ADN amplificado puede llevarse a cabo como parte de la amplificación PCR en sí misma, si uno o más cebadores se unen a un soporte, o alternativamente, uno o más de los cebadores PCR pueden transportar un grupo funcional que permita la subsiguiente inmovilización, por ejemplo, la biotina o el grupo tiol. La inmovilización por el extremo 5' de un cebador, permite que la cadena de ADN que emana de ese cebador, se una a un soporte sólido y mantenga el extremo 3' lejos del soporte y dispuesto para la subsiguiente hibridación con el cebador del alargamiento y la prolongación de la cadena mediante la polimerasa.Immobilization of amplified DNA can be carried out as part of the PCR amplification itself, if one or more primers are attached to a support, or alternatively, one or more of the PCR primers can carry a functional group that allow subsequent immobilization, for example, biotin or thiol group. Immobilization by the 5 'end of a primer, allows the DNA chain emanating from that primer to join a solid support and keep the 3 'end away from the support and arranged for subsequent hybridization with the primer of the lengthening and prolongation of the chain through polymerase
El soporte sólido puede convenientemente tomar la forma de pocillos de microtitulación. Sin embargo, cualquier soporte sólido puede utilizarse convenientemente, incluyendo cualquiera del abundante número que se describe en la técnica, por ejemplo, para reacciones de separación/inmovilización, o ensayos de fase sólida. De este modo, el soporte puede también comprender partículas (por ejemplo, perlas), fibras o capilares fabricados con agarosa, celulosa, alginato, teflón o poliestireno. Asimismo, pueden utilizarse como soporte partículas magnéticas, por ejemplo las perlas superparamagnéticas fabricadas por Dynal AS (Oslo, Noruega).The solid support can conveniently take the shape of microtiter wells. However any solid support can be conveniently used, including any of the abundant number described in the art, by example, for separation / immobilization reactions, or tests of solid phase In this way, the support can also comprise particles (eg, pearls), fibers or capillaries manufactured with agarose, cellulose, alginate, teflon or polystyrene. They can also Magnetic particles are used as support, for example superparamagnetic pearls manufactured by Dynal AS (Oslo, Norway).
El soporte sólido puede transportar grupos funcionales tales como grupos hidroxilo, carboxilo, aldehído o amino, u otras fracciones tales como avidina o estreptavidina, para la unión de moléculas de ácidos nucleicos, por ejemplo, cebadores. Estos pueden proporcionarse, en general, tratando el soporte para obtener un revestimiento superficial de un polímero que transporte uno de dichos grupos funcionales, por ejemplo, poliuretano conjuntamente con un poliglicol para proporcionar grupos hidroxilo, o un derivado de la celulosa para proporcionar grupos hidroxilo, un polímero o copolímero de ácido acrílico o ácido metacrílico para proporcionar grupos carboxilos, o un polímero aminoalquílico para proporcionar grupos amino. La patente US nº 4654267 describe la introducción de muchos de dichos revestimientos superficiales.The solid support can carry groups functional such as hydroxyl, carboxyl, aldehyde or groups amino, or other fractions such as avidin or streptavidin, to the binding of nucleic acid molecules, for example, primers. These can be provided, in general, by treating support for get a surface coating of a polymer that transports one of said functional groups, for example, polyurethane in conjunction with a polyglycol to provide hydroxyl groups, or a cellulose derivative to provide hydroxyl groups, a polymer or copolymer of acrylic acid or methacrylic acid for providing carboxyl groups, or an aminoalkyl polymer for provide amino groups. US Patent No. 4654267 describes the introduction of many of said surface coatings.
Si se desea, la muestra puede lavarse después de cierto número de ciclos reactivos, por ejemplo, 15-25, según los métodos bien conocidos en la técnica. El lavado puede ser facilitado inmovilizando la muestra sobre una superficie sólida. Utilizando una enzima degradadora de nucleótidos, combinada con la eliminación del isómero Rp (utilizando fosfatasa alcalina particularmente), sin embargo, los medios para lavado no son absolutamente necesarios.If desired, the sample can be washed after certain number of reactive cycles, for example, 15-25, according to methods well known in the technique. Washing can be facilitated by immobilizing the sample. on a solid surface. Using a degrading enzyme nucleotides, combined with the removal of the Rp isomer (using alkaline phosphatase in particular), however, the Means for washing are not absolutely necessary.
La técnica de ensayo es muy simple y rápida, haciéndose, por tanto, fácil de automatizarla utilizando un dispositivo robótico, en el que gran número de muestras pueden analizarse rápidamente. Ya que la detección y cuantificación preferidas se basan en una reacción luminométrica, ésta puede seguirse fácilmente espectrofotométricamente. La utilización de luminómetros es bien conocida en la técnica y está descrita en la literatura.The test technique is very simple and fast, thus becoming easy to automate using a robotic device, in which large number of samples can analyze quickly. Since the detection and quantification preferred are based on a luminometric reaction, this can easily follow spectrophotometrically. The use of luminometers is well known in the art and is described in the literature.
El método de la presente invención encaja particularmente para utilizarlo en un formato de despliegue, en el que las muestras se distribuyen sobre una superficie, por ejemplo, un chip microfabricado, y mediante el cual un conjunto ordenado de muestras puede inmovilizarse en un formato de 2 dimensiones. Pueden analizarse muchas muestras, por tanto, en paralelo. Utilizando el método de la invención, muchas matrices inmovilizadas pueden analizarse de esta forma para permitir la solución que contenga las enzimas y un nucleótido que fluya sobre la superficie, y detectar entonces la señal producida por dicha muestra. Este procedimiento puede entonces repetirse. Alternativamente, varios distintos oligonucleótidos complementarios a la matriz, pueden distribuirse por encima de la superficie, seguido por la hibridación de la matriz. La incorporación de nucleótidos puede controlarse para cada oligonucleótido mediante la señal producida utilizando los diversos oligonucleótidos como cebador. Combinando las señales de los distintas áreas de la superficie, pueden llevarse a cabo análisis basados en la secuencia, mediante cuatro ciclos de reacciones polimerásicas utilizando los diversos nucleótidos.The method of the present invention fits particularly for use in a deployment format, in the that the samples are distributed on a surface, for example, a microfabricated chip, and by means of which an ordered set of Samples can be immobilized in a 2-dimensional format. They can Many samples are analyzed, therefore, in parallel. Using the method of the invention, many immobilized matrices can analyzed in this way to allow the solution containing the enzymes and a nucleotide that flows over the surface, and detect then the signal produced by said sample. This procedure It can then be repeated. Alternatively, several different matrix complementary oligonucleotides can be distributed above the surface, followed by hybridization of the matrix. Nucleotide incorporation can be controlled for each oligonucleotide by the signal produced using the various oligonucleotides as primer. Combining the signals of the different surface areas, analyzes can be carried out based on the sequence, through four reaction cycles Polymeric using the various nucleotides.
La longitud del cebador de alargamiento no es crítica, y puede ser según se seleccione. Estará claro para los expertos en la materia, que el tamaño del cebador del alargamiento y la estabilidad de la hibridación dependerán en algún grado de la relación de los emparejamientos de bases A-T/C-G, ya que en un emparejamiento C-G, está disponible más enlace de hidrógeno. Asimismo, el experto en la materia considerará el grado de identidad secuencial entre el cebador del alargamiento con otras partes de la secuencia matriz y hará una selección de acuerdo con el grado de restricción. La guía para dicha experimentación rutinaria puede encontrarse en la literatura, por ejemplo, Molecular Cloning, a laboratory manual,by Sambrook, J., Fritsch E.F. y Maniatis, T. (1989). Puede ser ventajoso asegurar que el cebador de secuenciación hibrida por lo menos una base interna a partir del extremo 3' de la matriz, para eliminar la actividad polimerásica del ADN de extremos romos. Si se utilizan alícuotas separadas (es decir, 4 alícuotas, una para cada base), el cebador del alargamiento se añade preferentemente antes de que la muestra se divida en cuatro alícuotas, aunque puede añadirse separadamente a cada alícuota.The length of the elongation primer is not critical, and can be as selected. It will be clear to experts in the field, that the size of the elongation primer and hybridization stability will depend to some extent on the ratio of base pairings A-T / C-G, since in a pairing C-G, more hydrogen bond is available. Also, the subject matter expert will consider the degree of identity sequential between the elongation primer with other parts of the matrix sequence and will make a selection according to the degree of restriction. The guide for such routine experimentation can found in the literature, for example, Molecular Cloning, to laboratory manual, by Sambrook, J., Fritsch E.F. and Maniatis, T. (1989). It can be advantageous to ensure that the sequencing primer hybridizes at least one internal base from the 3 'end of the matrix, to eliminate the polymeric activity of end DNA blunt If separate aliquots are used (i.e. 4 aliquots, one for each base), the elongation primer is added preferably before the sample is divided into four aliquots, although it can be added separately to each aliquot.
Alternativamente, puede utilizarse un cebador que contiene un bucle, se retrohibrida sobre sí mismo, tiene un extremo 5' fosforilado y el extremo 3' de la matriz, monocatenario. Si el extremo 3' de la matriz tiene la región secuencia denominada T (matriz), el cebador posee la secuencia siguiente, que empieza a partir del extremo 5'; P-L-P-T', donde P es un cebador específico (5 a 30 nuclósidos), L es un bucle (preferentemente de 4 a 10 nucleótidos), P' es complementario a P (preferentemente de 5 y 30 nucleótidos) y T' es complementario a la secuencia matricial en el extremo 3' (T) (por lo menos, 4 nucleótidos). Este cebador puede entonces unirse a la matriz monocatenaria utilizando una T4 ADN ligasa o una enzima similar. Esto proporciona un enlace covalente entre la matriz y el cebador evitando así la posibilidad de que el cebador hibridado sea expulsado durante el protocolo.Alternatively, a primer can be used. that contains a loop, is retrohybridized on itself, has a 5 'phosphorylated end and 3' end of the matrix, single stranded. If the 3 'end of the matrix has the sequence region called T (matrix), the primer has the following sequence, which begins at starting at the 5 'end; P-L-P-T ', where P is a specific primer (5 to 30 nucleosides), L is a loop (preferably 4 to 10 nucleotides), P 'is complementary to P (preferably 5 and 30 nucleotides) and T 'is complementary to the matrix sequence at the 3 '(T) end (at least 4 nucleotides) This primer can then bind to the matrix single chain using a T4 DNA ligase or a similar enzyme. This provides a covalent bond between the matrix and the primer. thus avoiding the possibility that the hybridized primer is ejected during the protocol.
En la reacción polimerásica, puede utilizarse cualquier enzima conveniente según se seleccione, por ejemplo, la T7 polimerasa, la Klenow o la Sequanasa Ver 2.0 (USB USA). Cualquier polimerasa apropiada puede utilizarse convenientemente y muchas se conocen en la técnica y se informa de ellas en la literatura. Sin embargo, se sabe que muchas polimerasas muestran una "corrección de pruebas" (o capacidad de rastreo del error) y que los extremos 3' que están disponibles para la prolongación de la cadena, son digeridos a veces por uno o más nucleótidos. Si dicha digestión tiene lugar en el método según la invención, el nivel de ruido que antecede, aumenta. Para evitar este problema, puede utilizarse una polimerasa "sin corrección de pruebas", por ejemplo, una Klenow polimerasa deficiente en exonucleasa (exo^{-}) y ésta se prefiere según la presente invención. Alternativamente, pueden utilizarse sustancias que suprimen la digestión del extremo 3' por la polimerasa, tales como iones de fluor o nucleótidos monofosfato. Las condiciones exactas de la reacción, las concentraciones de reactivos, etc, pueden determinarse fácilmente para cada sistema, según se seleccione. Sin embargo, puede ser favorable utilizar un exceso de polimerasa respecto al cebador/matriz, para asegurar que todos los extremos 3' libres, se prolongan.In the polymeric reaction, it can be used any convenient enzyme as selected, for example, the T7 polymerase, Klenow or Sequanasa Ver 2.0 (USB USA). Any Appropriate polymerase can be used conveniently and many se They know in the art and they are informed in the literature. Without However, it is known that many polymerases show a "correction of evidence "(or error tracking capability) and that 3 'ends that are available for chain extension, They are sometimes digested by one or more nucleotides. If said digestion takes place in the method according to the invention, the level of noise that precedes, increases. To avoid this problem, a polymerase "without proofreading", for example, a Klenow polymerase deficient in exonuclease (exo -) and this is preferred according to the present invention. Alternatively, they can be used substances that suppress the digestion of the 3 'end by polymerase, such as fluorine ions or nucleotide monophosphate. The exact conditions of the reaction, the concentrations of reagents, etc., can be easily determined for each system, as selected However, it may be favorable to use a excess polymerase with respect to the primer / matrix, to ensure that all 3 'free ends are prolonged.
En el método de la invención, resulta preferido utilizar una ADN polimerasa con una alta eficiencia en cada etapa de la prolongación, debido al rápido aumento de la señal que antecede que puede tener lugar si las matrices que no se han prolongado completamente, se acumulan. También es deseable una fidelidad alta en cada etapa, que puede alcanzarse utilizando polimerasas con actividad exonucleásica. Sin embargo, esto tiene la desventaja anteriormente mencionada de que puede tener lugar la degradación de la cadena que se está prolongando. Aunque la actividad exonucleásica de la Klenow polimerasa es baja, el extremo 3'del cebador puede degradarse con incubaciones más largas en ausencia de nucleótidos. Un mecanismo de unión adecuado, inducido en la etapa de polimerización, selecciona muy eficientemente la unión del correcto dNTP con una contribución neta hacia la fidelidad de 10^{5}-10^{6}.In the method of the invention, it is preferred use a DNA polymerase with high efficiency at each stage of the prolongation, due to the rapid increase of the signal that precedent that can take place if the matrices that have not been prolonged completely, they accumulate. It is also desirable a high fidelity at each stage, which can be achieved using polymerases with exonucleic activity. However, this has the aforementioned disadvantage that the degradation of the chain that is prolonging. Although the Klenow polymerase exonuclease activity is low, the extreme 3 'of the primer can be degraded with longer incubations in absence of nucleotides A suitable binding mechanism, induced in the polymerization stage, select very efficiently the union of the correct dNTP with a net contribution towards the fidelity of 10 5 -10 6.
Polimerasas exonucleásicas deficientes, tales como (exo^{-})Klenow o Sequenasa 2.0, catalizaron la incorporación de un nucleótido que sólo se observó cuando el dNTP complementario se encontraba presente, confirmando una fidelidad alta de estas enzimas, incluso en ausencia de actividad exonucleásica de "corrección de pruebas". La ventaja principal de utilizar (exo^{-}) Klenow ADN polimerasa, con respecto a la Sequanasa 2,0, es su Km más baja para los nucleótidos, permitiendo una alta tasa de incorporación de los nucleótidos, incluso a concentraciones bajas de éstos. Tal como se ha mencionado anteriormente, es posible también reemplazar todos los dNTP con análogos de nucleótidos o con nucleótidos no naturales tales como dNTP\alphaS, pudiendo preferirse dichos análogos para utilizarlos con una ADN polimerasa con actividad exonucleásica.Deficient exonucleic polymerases, such as (exo -) Klenow or Sequenasa 2.0, catalyzed the incorporation of a nucleotide that was only observed when dNTP complementary was present, confirming fidelity high of these enzymes, even in the absence of activity Exonucleic "proofreading". The main advantage to use (exo -) Klenow DNA polymerase, with respect to the Sequanasa 2.0, is its lowest Km for nucleotides, allowing a high rate of nucleotide incorporation, even at low concentrations of these. As mentioned previously, it is also possible to replace all dNTPs with nucleotide analogs or with unnatural nucleotides such as dNTP? S, such analogs may be preferred for use with a DNA polymerase with exonucleic activity.
En determinadas circunstancias, por ejemplo con matrices más largas de las muestras, puede ser ventajoso utilizaron una polimerasa que tenga una K_{M} más bajo para la incorporación del nucleótido correcto (emparejado), que para el nucleótido incorrecto (desemparejado). Esto puede mejorar la exactitud y eficiencia del método. Dichas enzimas polimerásicas apropiadas incluyen la \alpha-polimerasa de Drosophila.In certain circumstances, for example with longer matrices of the samples, it can be advantageous used a polymerase that has a lower K_ {M} for incorporation of the correct nucleotide (paired), which stops the nucleotide incorrect (unpaired). This can improve accuracy and method efficiency Said appropriate polymeric enzymes include Drosophila? polymerase.
En muchas aplicaciones diagnósticas, por ejemplo, el ensayo genético para portadores de enfermedades heredadas, la muestra contendrá material heterocigótico, es decir, que la mitad del ADN tendrá un nucleótido en la posición diana y la otra mitad tendrá otro nucleótido, Así, si cuatro alícuotas (es decir, cuatro reacciones paralelas de la misma muestra) se utilizan en una forma de realización según la invención, dos mostrarán una señal negativa y dos mostrarán la mitad de la señal positiva. Se apreciará, por tanto, que es deseable determinar cuantitativamente la cantidad de señal que se detecte en cada muestra. Asimismo, se apreciará que si dos o más de las mismas bases se encuentran adyacentes al extremo 3' del cebador, se producirá una señal potente. En el caso de una muestra homóloga, estará claro que habrá tres señales negativas y una positiva, cuando la muestra se divida en cuatro reacciones paralelas.In many diagnostic applications, for example, the genetic test for disease carriers inherited, the sample will contain heterozygous material, that is, that half of the DNA will have a nucleotide in the target position and the another half will have another nucleotide, so, if four aliquots (it's say, four parallel reactions of the same sample) are used in an embodiment according to the invention, two will show a negative signal and two will show half of the positive signal. Be you will appreciate, therefore, that it is desirable to determine quantitatively the amount of signal detected in each sample. It also you will appreciate that if two or more of the same bases are found adjacent to the 3 'end of the primer, a signal will be produced powerful. In the case of a homologous sample, it will be clear that there will be three negative and one positive signals, when the sample is divided in four parallel reactions.
Al llevar a cabo el método de la invención, cualquier posible contaminación de los reactivos, por ejemplo, de las soluciones de NTP, por PPi, es indeseable, y puede evitarse fácilmente incluyendo una pirofosfatasa, preferentemente en cantidades pequeñas, en las soluciones reactivas. Verdaderamente, es deseable evitar la contaminación de cualquier tipo y resulta preferida la utilización de reactivos de alta pureza o cuidadosamente purificados, por ejemplo, para evitar la contaminación por las quinasas.In carrying out the method of the invention, any possible contamination of the reagents, for example, of NTP solutions, by PPi, are undesirable, and can be avoided easily including a pyrophosphatase, preferably in small amounts, in the reactive solutions. Truly, it is desirable to avoid contamination of any kind and it turns out preferred the use of high purity reagents or carefully purified, for example, to avoid Kinase contamination.
La eficiencia de la reacción puede mejorarse incluyendo iones Mg^{2+} en las soluciones del reactivo (NTP y/o polimerasa).The efficiency of the reaction can be improved including Mg2 + ions in reagent solutions (NTP and / or polymerase).
Un problema potencial que ha sido observado previamente con el método de secuenciación basado en PPi, surge cuando el ADN que va a secuenciarse posee un número de bases adyacentes idénticas, especialmente tres o más de las mismas. Además, pueden producirse señales falsas debido al fallo en el cebado, es decir, que la hibridación del cebador, no se ha realizado con su complemento diana en el interior de la secuencia del ADN diana, sino con otra región, que dará lugar a la generación de "señales de incorporación", que no reflejan la identidad de la secuencia diana. Tal como se describe en el documento WO00/43540, esto puede evitarse utilizando proteínas que se unen al ácido nucleico monocatenario en la mezcla de reacción después de la hibridación del cebador a la matriz.A potential problem that has been observed previously with the method of sequencing based on PPi, arises when the DNA to be sequenced has a number of bases identical adjacent, especially three or more thereof. In addition, false signals may occur due to failure in the priming, that is, the primer hybridization has not been made with its target complement inside the sequence of the target DNA, but with another region, which will lead to the generation of "signs of incorporation", which do not reflect the identity of the target sequence As described in WO00 / 43540, this can be avoided by using proteins that bind acid single stranded nucleic in the reaction mixture after primer hybridization to the matrix.
Así, otra característica preferida de la invención es la utilización de una proteína unida al ácido nucleico monocatenario, que se incluye durante la etapa de la reacción polimerásica después de la hibridación del cebador.Thus, another preferred feature of the invention is the use of a protein bound to the nucleic acid single chain, which is included during the reaction stage Polymeric after primer hybridization.
Como se ha mencionado anteriormente, los beneficios de la presente invención surgen de la eliminación (por ejemplo, la eliminación y/o exclusión) de las sustancias de inhibición de la mezcla de reacción.As mentioned above, the benefits of the present invention arise from elimination (by example, the elimination and / or exclusion) of the substances of inhibition of the reaction mixture.
De este modo, contemplada desde un punto de vista distinto, la presente invención proporciona un método para disminuir la inhibición de la polimerasa en un procedimiento de secuenciación basado en PPi, que utiliza por lo menos un NTP\alphaS, comprendiendo dicho método la eliminación del isómero Rp de NTP\alphaS y/o de los productos de degradación de dicho NTP\alphaS partir de la mezcla de la reacción de secuenciación (es decir, la matriz, el cebador, la polimerasa y/o la mezcla nucleótida).Thus, contemplated from a point of different view, the present invention provides a method for decrease polymerase inhibition in a procedure of PPi-based sequencing, which uses at least one NTP? S, said method comprising removing the isomer Rp of NTP? And / or degradation products of said NTP? S from the sequencing reaction mixture (is that is, the matrix, the primer, the polymerase and / or the mixture nucleotide)
Además, ya que un efecto similar de inhibición se ha observado para la enzima apirasa, que puede utilizarse para degradar nucleótidos no incorporados, la presente invención proporciona también un método para disminuir la inhibición de la apirasa cuando se utiliza en un procedimiento de secuenciación basado en PPi, que utiliza por lo menos un NTP\alphaS, comprendiendo dicho método la eliminación del isómero Rp de NTP\alphaSy/o los productos de degradación de dicha NTP\alphaS a partir de la reacción de secuenciación.In addition, since a similar inhibition effect It has been observed for the enzyme apyrase, which can be used to degrading unincorporated nucleotides, the present invention it also provides a method to decrease the inhibition of apirasa when used in a sequencing procedure based on PPi, which uses at least one NTP?, said method comprising the removal of the Rp isomer of NTPαSy / or degradation products of said NTPαS from the sequencing reaction.
Como se ha mencionado además anteriormente, la enzima luciferasa que se utiliza preferentemente en la detección de PPi, puede ser inhibida mediante varias sustancias inhibitorias (por ejemplo, el isómero Rp y/o los productos de degradación) y éstas pueden eliminarse ventajosamente mediante la acción de la fosfatasa alcalina. De acuerdo con esto, en otro aspecto, la presente invención proporciona un método para disminuir la inhibición de la luciferasa cuando se utiliza como una enzima de detección en un procedimiento de secuenciación basado en PPi, comprendiendo dicho método la inclusión de la fosfatasa alcalina en la mezcla de secuenciación y/o en la reacción de detección de PPi.As mentioned above, the Luciferase enzyme that is preferably used in the detection of PPi, can be inhibited by various inhibitory substances (by example, the Rp isomer and / or degradation products) and these they can be advantageously removed by the action of phosphatase alkaline According to this, in another aspect, this invention provides a method to decrease the inhibition of Luciferase when used as a detection enzyme in a sequencing procedure based on PPi, said said method the inclusion of alkaline phosphatase in the mixture of sequencing and / or in the PPi detection reaction.
Típicamente, en ciertas formas de realización de la invención, NTP\alphaS será ATP\alphaS (por ejemplo, dATP\alphaS o ddATP\alphaS).Typically, in certain embodiments of the invention, NTPαS will be ATPαS (for example, dATPαS or ddATPαS).
La invención comprende asimismo equipos para su utilización en métodos de la invención, que incluirán normalmente, por lo menos, los componentes siguientes:The invention also includes equipment for its use in methods of the invention, which will normally include, at least, the following components:
- (a)(to)
- una polimerasaa polymerase
- (b)(b)
- unos medios para detectar la liberación del pirofosfato (preferentemente unos medios enzimáticos, y más preferentemente la luciferasa y la ATP sulfurilasa, por ejemplo, los componentes reactivos de un ensayo ELIDA (véase anteriormente)some means for detecting pyrophosphate release (preferably enzymatic means, and more preferably luciferase and ATP sulfurylase, for example, the reactive components of an assay ELIDA (see above)
- (c)(C)
- opcionalmente, una enzima degradante de nucleótidos (preferentemente apirasa)optionally, a degrading enzyme of nucleotides (preferably apyrase)
- (d)(d)
- fosfatasa alcalinaalkaline phosphatase
- (e)(and)
- uno o más nucleótidos, preferentemente desoxinucleótidos, que incluyen, en lugar de un nucleótido de adenina (por ejemplo, dATP), un análogo \alpha-tiotrifosfato de dicho nucleótido (por ejemplo, dATP\alphaS);one or more nucleotides, preferably deoxynucleotides, which include, instead of an adenine nucleotide (for example, dATP), an analog α-thiototriphosphate of said nucleotide (by example, dATPαS);
- (f)(F)
- opcionalmente, un cebador específico de prueba, que se hibrida al ácido nucleico de la muestra, de forma que la posición de la diana está muy próxima al extremo 3' del cebador.optionally, a specific primer test, which hybridizes to the nucleic acid in the sample, so that the position of the target is very close to the 3 'end of the primer.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
Otra forma de realización del equipo de la invención, incluirá normalmente, por lo menos, los componentes siguientes:Another embodiment of the team of the invention will normally include at least the components following:
- (a)(to)
- una polimerasaa polymerase
- (b)(b)
- unos medios para detectar la liberación del pirofosfato (preferentemente unos medios enzimáticos, y muy preferentemente la luciferasa y la ATP sulfurilasa, por ejemplo, los componentes reactivos de un ensayo ELIDA (véase anteriormente)some means for detecting pyrophosphate release (preferably enzymatic means, and most preferably luciferase and ATP sulfurylase, for example, the reactive components of an assay ELIDA (see above)
- (c)(C)
- opcionalmente, una enzima degradante de nucleótidos (preferentemente apirasa)optionally, a degrading enzyme of nucleotides (preferably apyrase)
- (d)(d)
- el isómero Sp de un análogo \alpha-tiotrifosfato de un nucleótido de adenina (preferentemente dATP\alphaS) y opcionalmente uno o más isómeros Sp de nucleótidos de timina, citosina o guanina (preferentemente dGTP\alphaS, dCTP\alphaS o dGTP\alpha); yhe Sp isomer of an α-thiotriphosphate analog of an adenine nucleotide (preferably dATPαS) and optionally one or more Sp isomers of thymine nucleotides, cytosine or guanine (preferably dGTPαS, dCTPαS or dGTPα); Y
- (f)(F)
- opcionalmente, un cebador específico de prueba, que se hibrida al ADN del ácido nucleico de la muestra, de forma que la posición de la diana está muy próxima al extremo 3' del cebador.optionally, a specific primer test, which hybridizes to the DNA of the sample nucleic acid, so that the position of the target is very close to the 3 'end of the primer.
- (g)(g)
- opcionalmente, uno o más nucleótidos no modificados de timina, citosina o guanina (preferentemente dTTP, dCTP, dGTP);optionally, one or more nucleotides unmodified thymine, cytosine or guanine (preferably dTTP, dCTP, dGTP);
- (h)(h)
- opcionalmente, fosfatasa alcalina.optionally phosphatase alkaline
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
Los beneficios de la presente invención para reducir los efectos de las sustancias inhibitorias en la secuenciación basada en PPi, mejoran la eficiencia y la fiabilidad del método y amplían las aplicaciones en las que puede utilizarse el método. De este modo, las técnicas que requieren lecturas más largas tales como la re-secuenciación del genoma, la secuenciación comparativa EST, el tipado microbiológico y la confirmación secuencial, pueden todas ser llevadas a cabo mediante la secuenciación basada en PPi, según la presente invención.The benefits of the present invention for reduce the effects of inhibitory substances on PPi-based sequencing, improve efficiency and reliability of the method and expand the applications in which it can be used the method. Thus, the techniques that require further reading long such as genome re-sequencing, EST comparative sequencing, microbiological typing and sequential confirmation, can all be carried out by PPi based sequencing, according to the present invention.
El cebador, si se encuentra en los equipos, se diseña de forma que se una al ácido nucleico matriz con su extremo 3', de manera próxima al nucleótido diana. "De manera próxima" significa de 1 a 30 nucleótidos, preferentemente de 1 a 20 nucleótidos, más preferentemente de 1 a 10, muy preferentemente de 1 a 5 nucleótidos, a partir del nucleótido diana.The primer, if found on equipment, is design so that it binds to the nucleic acid matrix with its end 3 ', close to the target nucleotide. "Coming soon" means 1 to 30 nucleotides, preferably 1 to 20 nucleotides, more preferably 1 to 10, most preferably 1 at 5 nucleotides, from the target nucleotide.
La invención se describirá a continuación mediante ejemplos no limitativos haciendo referencia a las figuras, en las que:The invention will be described below. by non-limiting examples referring to the figures, in which:
La Figura 1 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dATP sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema). 200 \mul de 0,7 mM nucleótido (dATP) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa. El PPi se detectó en tiempo real.Figure 1 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from the simulation of the effect of dATP on luciferase and apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution. In this experiment, 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, were used, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM of dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 \ mug / ml of D-luciferin (Bio-Thema). 200 µL of 0.7 mM nucleotide (dATP) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. The height of the curve ascending demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates apyrase activity. The PPi is Detected in real time.
La Figura 2 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dATP\alphaS sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema). 200 \mul de 0,7 mM nucleótido (dATP\alphaS) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa.Figure 2 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from simulation of the effect of dATPαS on luciferase and the apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution. In this experiment, 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 \ mug / ml of D-luciferin (Bio-Thema). 200 µL of 0.7 mM nucleotide (dATPαS) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. Height of the upward curve demonstrates the activity of luciferase and the slope of the downward curve demonstrates the activity apirasa.
La Figura 3 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dCTP sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema). 200 \mul de 0,2 mM nucleótido (dCTP) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa.Figure 3 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from the simulation of the effect of dCTP on luciferase and apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution. In this experiment, 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, were used, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM of dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 \ mug / ml of D-luciferin (Bio-Thema). 200 µL of 0.2 mM nucleotide (dCTP) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. The height of the curve ascending demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates apyrase activity.
La Figura 4 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dGTP sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema). 200 \mul de 0,16 mM nucleótido (dGTP) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa.Figure 4 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from the simulation of the effect of dGTP on luciferase and apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution. In this experiment, 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, were used, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM of dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 \ mug / ml of D-luciferin (Bio-Thema). 200 µL of 0.16 mM nucleotide (dGTP) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. The height of the curve ascending demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates apyrase activity.
La Figura 5 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dTTP sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema). 200 \mul de 0,8 mM nucleótido (dTTP) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa.Figure 5 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from the simulation of the effect of dTTP on luciferase and apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution. In this experiment, 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, were used, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM of dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 \ mug / ml of D-luciferin (Bio-Thema). 200 µL of 0.8 mM nucleotide (dTTP) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. The height of the curve ascending demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates apyrase activity.
La Figura 6 muestra un trazo (intensidad de la luz con respecto a adición nucleótida), que se obtiene a partir de la simulación del efecto de dATP\alphaS sobre la luciferasa y la apirasa, utilizando 2 \muM de ATP en la solución nucleótida, en presencia de fosfatasa alcalina. En este experimento, se utilizaron 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema), y 1U de fosfatasa alcalina. 200 \mul de 0,7 mM nucleótido (dATP\alphaS) que contenía 2 \muM ATP, se administraron a la mezcla de reacción, tal como se describe en el Ejemplo 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad apirasa.Figure 6 shows a stroke (intensity of the light with respect to nucleotide addition), which is obtained from simulation of the effect of dATPαS on luciferase and the apyrase, using 2 µM of ATP in the nucleotide solution, in presence of alkaline phosphatase. In this experiment, they were used 100 ng of luciferase, 50 mU of apyrase, 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM acetate magnesium, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 µg / ml of D-Luciferin (Bio-Thema), and 1U of alkaline phosphatase. 200 µL of 0.7 mM nucleotide (dATPαS) containing 2 µM ATP, were administered to the reaction mixture, as described in Example 1. The height of the curve ascending demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates apyrase activity.
La Figura 7 muestra tres trazos (intensidad de la luz con respecto a la adición nucleótida) obtenidos en reacciones de secuenciación del ADN utilizando 1 pmol de la matriz oligonucleótida cebadora; el sistema reactivo contenía 10 U Klenow ADN polimerasa, 25 mU ATP sulfurilasa y 0,1 M Tris-acetato (pH 7,75) 0,5 mM EDTA, 5 mM de acetato magnésico, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM de ditiotreitol. 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona, (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Bio-Thema); y A) 100 ng de luciferasa y 50 mU de apirasa; B) 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa y 2 mU de nucleósido difosfato quinasa; C) 100 ng de luciferasa, 50 mU de apirasa, 2 mU de nucleósido difosfato quinasa y 2 U de fosfatasa alcalina. Las flechas en B indican las señales falsas que aparecen como resultado de la actividad quinásica en el sistema, que se eliminan añadiendo fosfatasa alcalina en el experimento que se muestra en C.Figure 7 shows three strokes (intensity of light with respect to nucleotide addition) obtained in reactions DNA sequencing using 1 pmol matrix primer oligonucleotide; the reactive system contained 10 U Klenow DNA polymerase, 25 mU ATP sulfurylase and 0.1 M Tris-acetate (pH 7.75) 0.5 mM EDTA, 5 mM acetate magnesium, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM dithiothreitol. 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone, (360000) and 100 µg / ml of D-Luciferin (Bio-Thema); and A) 100 ng of luciferase and 50 mU of apirasa; B) 100 ng luciferase, 50 mU of apyrase and 2 mU nucleoside diphosphate kinase; C) 100 ng of Luciferase, 50 mU of apyrase, 2 mU of nucleoside diphosphate kinase and 2 U alkaline phosphatase. The arrows in B indicate the signals false that appear as a result of the kinetic activity in the system, which are removed by adding alkaline phosphatase in the experiment shown in C.
La Figura 8 presenta trazos (intensidad de la luz con respecto a la adición nucleótida) que muestran los efectos de la preincubación de una mezcla de reacción secuenciadora PP-i (en ausencia de la matriz), con cantidades variables de dATP\alphaS "normal" (es decir, racémico), que contenía ambos isómeros Sp y Rp) ((A) 0 \mul; (B) 5 \mul; (C) 10 \mul; (D) 20 \mul)) del isómero Sp puro de dATP\alphaS ((E) 0 \mul; (F) 5 \mul, (G) 10 \mul; (H) 20 \mul)), o el isómero Rp puro de dATP\alphaS ((I) 0 \mul; (J)5 \mul; (K)10 \mul; (L) 20 \mul)). Después de la preincubación, se añadió la matriz y se llevó a cabo la reacción de secuenciación basada en PPi, tal como se describe en el Ejemplo 2.Figure 8 shows lines (intensity of the light with respect to nucleotide addition) showing the effects of the preincubation of a sequencing reaction mixture PP-i (in the absence of the matrix), with quantities "normal" (ie, racemic) dATP? s variables, which contained both Sp and Rp isomers) ((A) 0 µl; (B) 5 µl; (C) 10 \ mul; (D) 20 µ) of the pure Sp isomer of dATP? S ((E) 0 \ mul; (F) 5 µ, (G) 10 µ; (H) 20 µ)), or the isomer Pure Rp of dATP? ((I) 0?; (J) 5?; (K) 10 µl; (L) 20 µ)). After preincubation, the matrix was added and the sequencing reaction was carried out based on PPi, as described in Example 2.
La Figura 9 es un trazo (intensidad de la luz con respecto a la adición nucleótida) que muestra los resultados de una reacción de secuenciación del ADN sobre una matriz derivada de pUC19, en la que los cuatro distintos nucleótidos se añaden paso a paso a la matriz hibridada a un cebador. Se utiliza una mezcla de los isómeros Rp y Sp de dATP\alphaS. La matriz/cebador se incubó con 10U (exo^{-}) Klenow y 40 mU de apirasa, y los otros componentes de la reacción de secuenciación/detección de PPi tal como se describe en el ejemplo 3. La reacción empezó añadiendo el primer nucleótido, añadiéndose los (otros) nucleótidos paso a paso. El PPi liberado, se detectó en tiempo real mediante la luciferasa.Figure 9 is a stroke (intensity of light with respect to nucleotide addition) which shows the results of a DNA sequencing reaction on a matrix derived from pUC19, in which the four different nucleotides are added step to passed to the matrix hybridized to a primer. A mixture of the Rp and Sp isomers of dATPαS. The matrix / primer was incubated with 10U (exo -) Klenow and 40 mU apirasa, and the others PPi tal sequencing / detection reaction components as described in example 3. The reaction began by adding the first nucleotide, adding the (other) nucleotides step by step. The released PPi was detected in real time by Luciferase
La Figura 10 es un trazo (intensidad de la luz con respecto a la adición nucleótida) que muestra los resultados de una reacción de secuenciación del ADN sobre una matriz derivada de pUC19, en la que los cuatro distintos nucleótidos se añaden paso a paso a la matriz hibridada al cebador. Se utilizó sólo el isómero Sp de d-ATP\alphaS. La matriz/cebador se incubó con 10U (exo^{-}) Klenow y 40 mU de apirasa, y los otros componentes de la reacción de secuenciación/detección de PPi tal como se describe en el ejemplo 3. La reacción empezó añadiendo el primer nucleótido, añadiéndose entonces los (otros) nucleótidos paso a paso. El PPi liberado, se detectó en tiempo real mediante la luciferasa.Figure 10 is a stroke (intensity of light with respect to nucleotide addition) which shows the results of a DNA sequencing reaction on a matrix derived from pUC19, in which the four different nucleotides are added step to passed to the matrix hybridized to the primer. Only the Sp isomer was used of d-ATPαS. The matrix / primer was incubated with 10U (exo -) Klenow and 40 mU apirasa, and the other components of the sequencing / detection reaction of PPi as described in example 3. The reaction began by adding the first nucleotide, then adding the (other) nucleotides step to He passed. The released PPi was detected in real time by Luciferase
En este ejemplo se llevó a cabo una serie de 5 experimentos para examinar el efecto inhibitorio de cada uno de 5 nucleótidos (dATP, dATP\alphaS, dCTP, dGTP y dTTP sobre las enzimas apirasa y luciferasa. Se utilizó un sistema modelo que simulaba los efectos de estas enzimas en una reacción de secuenciación basada en PPi. Se añadió cada nucleótido a la mezcla luciferasa/apirasa/sustrato, junto con ATP (para proporcionar un sustrato para la luciferasa), y el efecto de cada adición nucleótida sobre las enzimas se controló observando las señales luminosas generadas a partir de la reacción de la luciferasa. Dos experimentos más demostraron, en primer lugar, que los efectos inhibitorios resultantes de la utilización de dATP\alphaS pueden ser derogados en el sistema modelo utilizando fosfatasa alcalina, y, en segundo lugar, que la fosfatasa alcalina posee además un beneficio adicional contrarrestando los efectos de interferencia de las enzimas quinásicas sobre el sistema reactivo (tal como se demuestra en una reacción de secuenciación).In this example a series of 5 was carried out experiments to examine the inhibitory effect of each of 5 nucleotides (dATP, dATPαS, dCTP, dGTP and dTTP on the enzymes apyrase and luciferase. A model system was used that simulated the effects of these enzymes in a reaction of PPi based sequencing. Each nucleotide was added to the mixture luciferase / apyrase / substrate, together with ATP (to provide a substrate for luciferase), and the effect of each addition nucleotide on enzymes was monitored by observing the signals lights generated from the luciferase reaction. Two more experiments showed, first, that the effects inhibitors resulting from the use of dATPαS may be repealed in the model system using alkaline phosphatase, and, secondly, that alkaline phosphatase also has a additional benefit by offsetting the interference effects of the quinasic enzymes on the reactive system (as it is demonstrates in a sequencing reaction).
Las reacciones se llevaron a cabo a temperatura ambiente en un volumen de 50 \mul en un prototipo de instrumento automatizado de secuenciación (Pyrosequencer) (amablemente cedido por Pyrosequencing AB, Uppsala, Suecia). La mezcla de reacción contenía: 50 mU de apirasa (Sigma Chemical Co., USA), 100 ng de luciferasa purificada (Biothema, Dalarö, Suecia), 0,1M Tris-acetato pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM acetato de magnesio, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM ditiotreitol, 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (Biothema). Se añadió una concentración de 2 \muM a los distintos nucleótidos (dATP, dATP\alphaS, dCTP, dGTP y dTTP), tal como se muestra en las figuras 1 a 5 para seguir la actividad de la luciferasa y de la apirasa. Para la investigación del efecto de la fosfatasa alcalina de los langostinos (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Suecia), se añadieron dos unidades de esta enzima a la mezcla de reacción (véase más adelante). En total, se realizaron 50 adiciones de nucleótidos y de la mezcla de ATP en 50 minutos. La producción de luz resultante de la incorporación de los nucleótidos, se detectó mediante una cámara CCD. Los datos se obtuvieron en formato Excel.The reactions were carried out at temperature environment in a volume of 50 µl in an instrument prototype automated sequencing (Pyrosequencer) (kindly assigned by Pyrosequencing AB, Uppsala, Sweden). Reaction mixture contained: 50 mU of apyrase (Sigma Chemical Co., USA), 100 ng of purified luciferase (Biothema, Dalarö, Sweden), 0.1M Tris-acetate pH 7.75), 0.5 mM EDTA, 5 mM acetate magnesium, 0.1% bovine serum albumin, 1 mM dithiothreitol, 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone (360000) and 100 µg / ml of D-Luciferin (Biothema). Added one 2 µM concentration to the different nucleotides (dATP, dATPαS, dCTP, dGTP and dTTP), as shown in the Figures 1 to 5 to follow the activity of luciferase and the apirasa. For the investigation of the effect of alkaline phosphatase of prawns (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden), two units of this enzyme were added to the reaction mixture (see below). In total, 50 additions of nucleotides and the mixture of ATP in 50 minutes. The production of light resulting from the incorporation of nucleotides, was detected through a CCD camera. The data was obtained in format Excel
Se llevaron a cabo siete experimentos. Los experimentos 1 a 5 investigaron los efectos de cada dATP, dATP\alphaS, dCTP, dGTP y dTTP. El experimento 1 se realizó utilizando una mezcla de 0,7 mM nucleótido dATP y 2 \muM ATP suministrados a la mezcla de reacción. El trazo obtenido del experimento 1 se presenta en la Figura 1. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la curva descendente indica o demuestra la actividad de la apirasa. Nótese la disminución relativamente lineal en la intensidad de la señal, que se debe a la inhibición de la luciferasa, que se cree que es debida a la acumulación de los productos de degradación de dATP (por ejemplo, dAMP). Se ha informado anteriormente de que dAMP inhibe la luciferasa (Ford et al,. 1998, Methods in Mol. Biol. 102:3-20) o de acuerdo con esto, se deduce de esto que la sustancia inhibidora puede ser dAMP. Así, se muestra la inhibición de la luciferasa cuando se utiliza dATP, y esto se cree debido a los productos de degradación de dAMP (dATP y/o dADP).Seven experiments were carried out. Experiments 1 to 5 investigated the effects of each dATP, dATPαS, dCTP, dGTP and dTTP. Experiment 1 was performed using a mixture of 0.7 mM nucleotide dATP and 2 µM ATP supplied to the reaction mixture. The trace obtained from experiment 1 is presented in Figure 1. The height of the ascending curve demonstrates the luciferase activity and the descending curve indicates or demonstrates the activity of apyrase. Note the relatively linear decrease in signal strength, which is due to the inhibition of luciferase, which is believed to be due to the accumulation of the degradation products of dATP (for example, dAMP). It has been previously reported that dAMP inhibits luciferase (Ford et al ., 1998, Methods in Mol. Biol. 102: 3-20) or accordingly, it follows that the inhibitory substance may be dAMP. Thus, luciferase inhibition is shown when dATP is used, and this is believed due to the degradation products of dAMP (dATP and / or dADP).
El experimento 2 se llevó a cabo utilizando una mezcla de 0,7 mM nucleótido dATP\alphaS y 2 \muM de ATP, proporcionados a la mezcla de reacción. Los resultados se muestran en la Figura 2. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa, y la pendiente de la curva demuestra la actividad de la apirasa. Nótese la disminución relativamente lineal en la intensidad de la señal, que se debe a la inhibición de la luciferasa, que se cree que es causada por la acumulación de los productos inhibitorios (por ejemplo, dAMP\alphaS). La disminución en la intensidad de la señal después de 50 ciclos es un 50% menor que los datos obtenidos de la degradación de dATP en la figura 1. De acuerdo con esto, se deduce que es inhibitorio justamente un isómero de dATP\alphaS, creyéndose que esto se debe al isómero Sp (o más bien, que los productos del isómero Sp son inhibitorios para la luciferasa). La apirasa es drásticamente inhibida en los últimos ciclos, tal como se aprecia por los picos más anchos que se obtienen. Se cree que el efecto inhibitorio después de cada adición se debe a la acumulación del isómero Rp de dATP\alphaS y asimismo, a los productos de degradación del isómero Sp. Se cree que la apirasa degrada sólo al isómero Sp y no al isómero Rp. Se especula con que el isómero inactivo de dATP\alphaS (Rp) no es reconocido por la luciferasa, ya que no es degradado para formar el producto inhibitorio.Experiment 2 was carried out using a mixture of 0.7 mM nucleotide dATPαS and 2 µM ATP, provided to the reaction mixture. The results are shown. in Figure 2. The height of the ascending curve demonstrates the Luciferase activity, and the slope of the curve demonstrates the apirasa activity. Note the relatively linear decrease in signal strength, which is due to the inhibition of Luciferase, which is believed to be caused by the accumulation of inhibitory products (for example, dAMPαS). The reduction in signal strength after 50 cycles it is 50% lower that the data obtained from the degradation of dATP in Figure 1. According to this, it follows that it is inhibitory just a dATPαS isomer, believing that this is due to the Sp isomer (or rather, that the products of the Sp isomer are inhibitory for Luciferase). Apyrase is drastically inhibited in recent cycles, as seen by the widest peaks that are get. It is believed that the inhibitory effect after each addition it is due to the accumulation of the Rp isomer of dATPαS and also, to degradation products of the Sp isomer. It is believed that the apirasa degrades only the Sp isomer and not the Rp isomer. It is speculated with which the inactive isomer of dATPαS (Rp) is not recognized by luciferase, since it is not degraded to form the product inhibitory.
El experimento 3 se llevó a cabo utilizando una mezcla de 0,2 mM nucleótido dCTP y 2 \muM ATP suministrada a la reacción. Los resultados se muestran en la Figura 3. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad de la apirasa. Puede apreciarse la intensidad relativamente constante de la señal, incluso después de 50 ciclos, lo que indica que los productos de este nucleótido no inhiben a la luciferasa o a la apirasa bajo las condiciones utilizadas, y dentro del número de ciclos que se muestran.Experiment 3 was carried out using a mixture of 0.2 mM nucleotide dCTP and 2 µM ATP supplied to the reaction. The results are shown in Figure 3. The height of the ascending curve demonstrates the activity of luciferase and the slope of the downward curve demonstrates the activity of the apirasa. The relatively constant intensity of the signal, even after 50 cycles, indicating that the products of this nucleotide do not inhibit luciferase or apirasa under the conditions used, and within the number of cycles shown.
El experimento 4 se llevó a cabo utilizando una mezcla de 0,16 mM nucleótido dGTP y 2 \muM ATP suministrada a la reacción. Los resultados obtenidos del experimento 4 se muestran en la Figura 4. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad de la apirasa. Nótese la intensidad relativamente constante de la señal, incluso después de 50 ciclos, lo que indica que los productos de este nucleótido no inhiben a la luciferasa o a la apirasa bajo las condiciones utilizadas, y dentro del número de ciclos que se muestran.Experiment 4 was carried out using a mixture of 0.16 mM nucleotide dGTP and 2 µM ATP supplied to the reaction. The results obtained from experiment 4 are shown in Figure 4. The height of the ascending curve demonstrates the Luciferase activity and the slope of the downward curve It demonstrates the activity of apirasa. Notice the intensity relatively constant signal, even after 50 cycles, which indicates that the products of this nucleotide do not inhibit the luciferase or apirasa under the conditions used, and within of the number of cycles shown.
El experimento 5 se llevó a cabo utilizando una mezcla de 0,8 mM nucleótido dTTP y 2 \muM ATP suministrada a la reacción. Los resultados se muestran en la Figura 5. La altura de la curva ascendente demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente demuestra la actividad de la apirasa. Nótese la intensidad relativamente constante de la señal, incluso después de 50 ciclos, lo que indica que los productos de este nucleótido no inhiben a la luciferasa o a la apirasa bajo las condiciones utilizadas, y dentro del número de ciclos que se muestran.Experiment 5 was carried out using a mixture of 0.8 mM nucleotide dTTP and 2 µM ATP supplied to the reaction. The results are shown in Figure 5. The height of the ascending curve demonstrates the activity of luciferase and the slope of the downward curve demonstrates the activity of the apirasa. Note the relatively constant signal intensity, even after 50 cycles, which indicates that the products of this nucleotide does not inhibit luciferase or apyrase under the conditions used, and within the number of cycles that are show.
El experimento 6 investigó la reducción en la inhibición llevada a cabo mediante la adición de fosfatasa alcalina a la mezcla de reacción. Este experimento se realizó de modo similar al Experimento 2, utilizando una mezcla de 0,7 mM nucleótido dATP\alphaS y 2 \muM ATP suministrado a la mezcla de reacción. Los resultados se muestran en la Figura 6. La altura del pico generado demuestra la actividad de la luciferasa y la pendiente de la curva descendente, demuestra la actividad apirasa. Puede apreciarse la eficiencia de la degradación nucleótida cuando se compara con la Figura 2. Puede apreciarse que la anchura de la señal permanece constante incluso después de 50 ciclos, indicando la falta de la inhibición apirásica, y por tanto, la alta eficiencia de la fosfatasa alcalina en la prevención de esta inhibición (que se cree debida a su acción en la degradación de ambos isómeros (es decir, los isómeros Rp y Sp) de dATP\alphaS. No se observa la disminución en la intensidad de la señal, indicando la ausencia de inhibición de la luciferasa. Se cree que es debido al efecto de la fosfatasa alcalina en la degradación de los productos de dATP\alphaS (eliminando de este modo los elementos inhibitorios). Las condiciones experimentales para las Figuras 2 y 6 son las mismas, excepto para la adición de 2 U AP en la mezcla de reacción en el Experimento 6. Así, los resultados del Experimento 6 muestran que la fosfatasa alcalina puede eliminar las sustancias inhibitorias del sistema reactivo, mejorando, de este modo, la actuación de las enzimas luciferasa y apirasa.Experiment 6 investigated the reduction in inhibition carried out by the addition of alkaline phosphatase to the reaction mixture. This experiment was performed similarly. to Experiment 2, using a mixture of 0.7 mM nucleotide dATPαS and 2 µM ATP supplied to the reaction mixture. The results are shown in Figure 6. The height of the peak generated demonstrates luciferase activity and the slope of the downward curve demonstrates the apyrase activity. May appreciate the efficiency of nucleotide degradation when compare with Figure 2. It can be seen that the width of the signal remains constant even after 50 cycles, indicating the lack of apriasic inhibition, and therefore, the high efficiency of alkaline phosphatase in preventing this inhibition (which believed due to its action in the degradation of both isomers (it is ie, the Rp and Sp) isomers of dATPαS. The decrease in signal strength, indicating the absence of Luciferase inhibition. It is believed to be due to the effect of the alkaline phosphatase in the degradation of the products of dATP? (thus eliminating the inhibitory elements). The experimental conditions for Figures 2 and 6 are the same, except for the addition of 2 U AP in the reaction mixture in Experiment 6. Thus, the results of Experiment 6 show that alkaline phosphatase can eliminate substances Inhibitory of the reactive system, thereby improving the performance of the enzymes luciferase and apirasa.
El experimento 7 investigó los efectos inhibitorios de nucleótidos y quinasas sobre una reacción de secuenciación, y la reducción de estos efectos utilizando la fosfatasa alcalina. Para la investigación del efecto quinásico, 2 mU de quinasa (Sigma Chemicals) se añadieron a la mezcla de la reacción de secuenciación que contiene 0,5 pmol de la matriz sintética cebadora E3PN/NUSPT (Ronaghi et al., Science, 1998), 10 U de Klenow ADN polimerasa deficiente en exonucleasa (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Suecia), 40 mU de apirasa (Sigma Chemical Co., USA), 100 ng de luciferasa purificada (BioThema, Dalarö, Suecia), 15 mU de ATP sulfurilasa producida recombinante, 0,1M Tris-acetato pH 7,75), 0,5 mM EDTA, 5 mM acetato de magnesio, albúmina sérica bovina al 0,1%, 1 mM ditiotreitol, 5 \muM adenosina 5-fosfosulfato (APS), 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (BioThema). El procedimiento de secuenciación se llevó a cabo mediante la prolongación paso a paso del cebador-cadena después de la adición secuencial de Sp-dATP\alphaS (Biolog LIfe Science, Bremen, DE), dCTP, dGTP, y dTTP (Amersahm Pharmacia Biotecb) y la degradación simultánea de nucleótidos por la apirasa. Para estudiar el efecto de la fosfatasa alcalina en la actividad quinásica, 2 mU de la enzima quinasa y 2 U de fosfatasa alcalina se añadieron a la mezcla mencioanda anteriormente. La producción de luz resultante de la incorporación nucleótida se detectó mediante una cámara CCD. Los datos se obtuvieron en formato Excel. La Figura 7a muestra los resultados de la reacción de secuenciación en ausencia de la quinasa o fosfatasa alcalina añadidas. La Figura 7b muestra un trazo de los resultados de la reacción de secuenciación en presencia de 2 mU de nucleósido difosfato quinasa. La flecha indica las señales falsas que se generan.Experiment 7 investigated the inhibitory effects of nucleotides and kinases on a sequencing reaction, and the reduction of these effects using alkaline phosphatase. For the investigation of the quinasic effect, 2 mU of kinase (Sigma Chemicals) was added to the sequencing reaction mixture containing 0.5 pmol of the synthetic primer matrix E3PN / NUSPT (Ronaghi et al ., Science, 1998), 10 U of Klenow exonuclease-deficient DNA polymerase (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden), 40 mU of apyrase (Sigma Chemical Co., USA), 100 ng of purified luciferase (BioThema, Dalarö, Sweden), 15 mU of ATP sulfurilase produced recombinant, 0.1M Tris-acetate pH 7.75), 0.5mM EDTA, 5mM magnesium acetate, 0.1% bovine serum albumin, 1mM dithiothreitol, 5µM adenosine 5-phosphosulfate (APS) , 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone (360000) and 100 µg / ml D-luciferin (BioThema). The sequencing procedure was carried out by step-by-step extension of the primer-chain after sequential addition of Sp-dATPαS (Biolog LIfe Science, Bremen, DE), dCTP, dGTP, and dTTP (Amersahm Pharmacia Biotecb) and the simultaneous degradation of nucleotides by apyrase. To study the effect of alkaline phosphatase on the kinetic activity, 2 mU of the enzyme kinase and 2 U of alkaline phosphatase were added to the mixture mentioned above. The light production resulting from nucleotide incorporation was detected by a CCD camera. The data was obtained in Excel format. Figure 7a shows the results of the sequencing reaction in the absence of the added alkaline kinase or phosphatase. Figure 7b shows a plot of the results of the sequencing reaction in the presence of 2 mU nucleoside diphosphate kinase. The arrow indicates the false signals that are generated.
De este modo, puede apreciarse que la adición de fosfatasa alcalina a la mezcla de reacción de la polimerización, elimina las señales falsas generadas por la contaminación quinásica, eliminando los sustratos para las quinasas a partir de la solución.Thus, it can be seen that the addition of alkaline phosphatase to the polymerization reaction mixture, Eliminates false signals generated by the kinetic contamination, removing the substrates for the kinases from the solution.
En este ejemplo, el efecto inhibitorio de dATP\alphaS sobre una reacción de secuenciación basada en PPi, con la detección ELIDA (conocida como Pirosecuenciación^{TM}, se investigó preincubando la mezcla de reacción en ausencia de la matriz, con cantidades variables del dATP\alphaS normal (es decir, racémico) (que contiene ambos isómeros Rp y Sp), o del isómero Sp puro de dATP\alphaS. Después de la preincubación, se añadió la matriz y se realizó una reacción normal de "Pirosecuenciación".In this example, the inhibitory effect of dATPαS on a sequencing reaction based on PPi, with ELIDA detection (known as Pyrosequencing?), investigated by preincubating the reaction mixture in the absence of matrix, with varying amounts of normal dATP? (ie, racemic) (containing both Rp and Sp isomers), or of the Sp isomer dATPαS pure. After preincubation, the matrix and a normal reaction of "Pyrosequencing."
El dATP\alphaS "normal" se obtuvo del equipo de Reactivos PSQ 96 SNP suministrado por Pyrosequencing AB (Uppsala, Suecia). Los isómeros Rp y Sp puros se obtuvieron de Biolog Life Sciences (Bremen, Alemania). La mezcla de reacción incluyó también la mezcla enzimática (ADN polimerasa, ATP-sulfurilasa, apirasa y luciferasa) y la mezcla de sustratos (luciferina y APS), a partir del equipo de Reactivos PSQ 96 SNP suministrado por Pyrosequencing AB. La matriz era un oligonucleótido (Interactiva, Ulm, Alemania), a partir de la cual pudo leerse la siguiente secuencia, después de la hibridación de un cebador de secuenciación : CTAAAGGTGCACCATGACTGGGGTTACAGTCATC.The "normal" dATP? S was obtained from PSQ 96 SNP Reagents equipment supplied by Pyrosequencing AB (Uppsala, Sweden). The pure Rp and Sp isomers were obtained from Biolog Life Sciences (Bremen, Germany). Reaction mixture It also included the enzyme mixture (DNA polymerase, ATP-sulfurylase, apyrase and luciferase) and the mixture of substrates (luciferin and APS), from the Reagents team PSQ 96 SNP supplied by Pyrosequencing AB. The matrix was a oligonucleotide (Interactive, Ulm, Germany), from which the following sequence could be read, after hybridization of a sequencing primer: CTAAAGGTGCACCATGACTGGGGTTACAGTCATC.
Las muestras isoméricas puras se diluyeron a la misma concentración que dATP\alphaS en el equipo de Reactivos PSQ 96 SNP. Para la preincubación, 0, 5, 10, ó 20 \mul de cada muestra A (dATP\alphaS normal o el isómero Rp o Sp), se añadieron a una mezcla que contenía 5 \mul de la mezcla enzimática, 5 \mul de la mezcla de sustratos en un volumen total de 45 \mul. La reacción se llevó a cabo en la placa de 96 pocillos que se había suministrado con el equipo de Reactivos PSQ 96 SNP. La reacción se incubó a temperatura ambiente, en la oscuridad, durante 10 minutos. Después de esto, se añadieron 1,5 pmol en 5 \mul de la matriz oligonucleótida hibridada, a cada pocillo y la placa se transfirió desde el instrumento PSQ 96, donde una reacción ``Pirosecuenciación^{TM} normal se llevó a cabo (omitiendo la adición de las mezclas enzimática y del sustrato.Pure isomeric samples were diluted to same concentration as dATPαS in the PSQ Reagents kit 96 SNP. For preincubation, 0, 5, 10, or 20 µl of each sample A (normal dATPαS or the Rp or Sp isomer), was added to a mixture containing 5 µl of the enzyme mixture, 5 µl of the mixture of substrates in a total volume of 45 µl. The reaction it was carried out in the 96-well plate that had been supplied with the PSQ 96 SNP Reagents kit. The reaction is incubated at room temperature, in the dark, for 10 minutes. After this, 1.5 pmol in 5 µl of the matrix was added hybridized oligonucleotide, to each well and the plate was transferred from the PSQ 96 instrument, where a reaction `` Normal pyrosequencing? Was carried out (omitting the addition of enzyme mixtures and substrate.
Los resultados se muestran en la Figura 8. Utilizando dATP\alphaS normal (es decir, racémico), puede apreciarse que la preincubación con 5 \mul (Fig 8B), 10 \mul (Fig 8C) o 20 \mul (Fig 8D), da lugar a una inhibición progresivamente severa de la reacción de secuenciación (cuando se compara con 0 \mul de dATP\alphaS añadido (Fig 8A). Puede apreciarse alguna pérdida de la intensidad de la señal (altura del pico) y, más significativamente, la pérdida de la definición de la señal (por ejemplo, señales más amplias, menos definidas y menos claras). Así, puede apreciarse que tiene lugar particularmente la inhibición de la apirasa. Incluso se aprecia una inhibición más pronunciada cuando se utiliza el isómero Rp (véase la Figura 8J). Este efecto se redujo significativamente cuando se utilizó el isómero Sp puro en lugar del dATP\alphaS racémico o del isómero Rp de dATP\alphaS, como se aprecia en la Figura 8F (5 \mul), Fig 8G (10 \mul) y Fig 8H (20 \mul), (comparado con 0 \mul (Fig 8E)). El isómero Rp puro posee un importante efecto sobre todas las enzimas implicadas en la detección ELIDA (Figuras 8I y 8J). La inhibición de la apirasa se indica mediante un aumento en la anchura de la señal. Esto puede apreciarse claramente en las figuras 8J a 8L, muy claramente se demuestra en la figura 8K. La inhibición de la luciferasa se indica por una disminución en la intensidad de la señal. Como puede apreciarse en la figura 8K, la intensidad de la señal disminuye, en comparación con la figura 8I, que indica que la luciferasa está siendo inhibida.The results are shown in Figure 8. Using normal (ie, racemic) dATP?, You can it should be noted that preincubation with 5 µl (Fig 8B), 10 µl (Fig 8C) or 20 µl (Fig 8D), results in an inhibition progressively severe sequencing reaction (when compare with 0 µl of dATPαS added (Fig 8A). May appreciate some loss of signal strength (height of the peak) and, more significantly, the loss of the definition of signal (for example, broader, less defined and less signals clear). Thus, it can be seen that particularly the inhibition of apyrase. Even one more inhibition is seen pronounced when the Rp isomer is used (see Figure 8J). This effect was significantly reduced when the pure Sp isomer instead of racemic αS dATP or Rp isomer of dATPαS, as seen in Figure 8F (5 µl), Fig 8G (10 µl) and Fig 8H (20 µl), (compared to 0 µl (Fig 8E)). The pure Rp isomer has an important effect on all Enzymes involved in ELIDA detection (Figures 8I and 8J). The apyrase inhibition is indicated by an increase in width Of the signal. This can be clearly seen in Figures 8J a 8L, very clearly shown in Figure 8K. Inhibition of Luciferase is indicated by a decrease in the intensity of the signal. As can be seen in Figure 8K, the intensity of the signal decreases, compared to figure 8I, which indicates that the Luciferase is being inhibited.
Se llevó asimismo a cabo un experimento similar en el que la preincubación se llevó a cabo comparando dATP\alphaS "normal" con dCTP, dGTP o dTTP, todos procedentes de un prototipo para el equipo de Reactivos PSQ 96 SNP. Como control, sólo se añadió IxTE (tampón de dilución para dNTP). La matriz fue la misma que antes, pero se añadieron a cada pocillo 2 pmol.A similar experiment was also carried out. in which preincubation was carried out by comparing dATP? "normal" with dCTP, dGTP or dTTP, all coming from a prototype for the PSQ 96 SNP Reagents team. As a control, only IxTE (dilution buffer for dNTP) was added. The matrix was the same as before, but 2 pmol were added to each well.
Los resultados obtenidos (no representados) mostraron claramente que no se producía un efecto negativo en la preincubación con dCTP, dGTP o dTTP, pero confirmaron un severo efecto negativo del dATP\alphaS, principalmente sobre la apirasa.The results obtained (not represented) clearly showed that there was no negative effect on the preincubation with dCTP, dGTP or dTTP, but confirmed a severe negative effect of dATPαS, mainly on the apirasa.
En este ejemplo, los experimentos de secuenciación se llevaron a cabo utilizando la misma matriz (un producto PCR del plásmido estándar de clonación pUC19), con y sin el isómero Rp de dATP\alphaS (es decir, utilizando en primer lugar una mezcla racémica del dATP\alphaS, y en segundo, Sp-dATP\alphaS puro).In this example, the experiments of sequencing were carried out using the same matrix (a PCR product of the standard cloning plasmid pUC19), with and without the Rp isomer of dATPαS (i.e., using first place a racemic mixture of dATPαS, and second, Sp-dATP? Pure).
El plásmido estándar pUC19 se utilizó para generar la matriz mediante PCR. Brevemente, los cebadores PCR GGGATCATGTAACTCGCCTTGA (cebador superior, posición biotinilada 1345) y CGGGAGGGCTTACCATCTGG (cebador inferior, posición 1648) (donde las posiciones 1648-1345= 303 pares de bases) se utilizaron en una reacción PCR sobre pUC19 para generar un fragmento de 303 pares de bases de longitud. 50 microlitros del producto PCR biotinilado se inmovilizaron sobre 20 \mul de perlas superparamagnéticas envueltas con estreptoavidina (Dynabeads M-280-estreptavidina, Dynal AS, Oslo, Noruega) mediante incubación a 43ºC durante 30 minutos. Se obtuvo ADN monocatenario incubando el producto PCR inmovilizado en 5 \mul de 0,1 M NaOH durante 4 minutos. La cadena inmovilizada se resolvió en 8 \mul de H_{2}O más 1 \mul de tampón de hibridación (100 mM Tris-Ac_{2} (pH 7,75) 20 mM MgAc2). ADN monocatenario que correspondía a 50 \mul de producto PCR se hibridizó a 10 pmol del cebador de secuenciación (TCAG-CAATAAACCAGCCAGCC) a 70ºC durante 3 minutos, seguido por incubación a temperatura ambiente durante 5 minutos. (Después de la hibridación del cebador de la secuenciación, la longitud de la matriz monocatenaria que queda es de 211 pares de bases). El producto PCR iniciado se añadió a la mezcla de reacción "PyrosequencingTM" que contenía: 0,1 M Tris-Ac_{2} (pH 7,75), Tween 20 al 0,05%, 0 U de Klenow ADN polimerasa deficiente en exonucleasa (exo^{-}), 40 mU de apirasa (Sigma Chemical Co., Saint Louis, Mo, USA), 0,8 \mug de luciferasa purificada (BioThema, Dalarö, Suecia), 15 mU de ATP sulfurilasa producida recombinante (Karamohamed et al.,1999), 0,5 \mug de proteína unida al ADN monocatenario (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Suecia), 0,5 mM EDTA, 5 mM MgAc_{2}, albúmina sérica bovina al 0,1% (BioThema), 1 mM ditiotreitol, 5 \muM adenosina 5'-fosfosulfato (Sigma Chem, Co), 0,4 mg/ml de polivinilpirrolidona (360000) y 100 \mug/ml de D-luciferina (BioThema), en un volumen total de 50 \mul.The standard plasmid pUC19 was used to generate the matrix by PCR. Briefly, the PCR primers GGGATCATGTAACTCGCCTTGA (upper primer, biotinylated position 1345) and CGGGAGGGCTTACCATCTGG (lower primer, position 1648) (where positions 1648-1345 = 303 base pairs) were used in a PCR reaction on pUC19 to generate a fragment of 303 base pairs of length. 50 microliters of the biotinylated PCR product were immobilized on 20 µl of superparamagnetic beads wrapped with streptoavidin (Dynabeads M-280-streptavidin, Dynal AS, Oslo, Norway) by incubation at 43 ° C for 30 minutes. Single stranded DNA was obtained by incubating the immobilized PCR product in 5 µL of 0.1 M NaOH for 4 minutes. The immobilized chain was resolved in 8 µL of H 2 O plus 1 µl of hybridization buffer (100 mM Tris-Ac 2 (pH 7.75) 20 mM MgAc2). Single stranded DNA corresponding to 50 µl of PCR product was hybridized to 10 pmol of the sequencing primer (TCAG-CAATAAACCAGCCAGCC) at 70 ° C for 3 minutes, followed by incubation at room temperature for 5 minutes. (After hybridization of the sequencing primer, the length of the remaining single strand matrix is 211 base pairs). The initiated PCR product was added to the "PyrosequencingTM" reaction mixture containing: 0.1 M Tris-Ac2 (pH 7.75), 0.05% Tween 20, 0 U of Klenow DNA polymerase deficient in exonuclease (exo -), 40 mU of apyrase (Sigma Chemical Co., Saint Louis, Mo, USA), 0.8 µg of purified luciferase (BioThema, Dalarö, Sweden), 15 mU of recombinant-produced ATP sulfurylase (Karamohamed et al ., 1999), 0.5 µg of single stranded DNA-bound protein (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden), 0.5 mM EDTA, 5 mM MgAc2, 0.1 bovine serum albumin % (BioThema), 1 mM dithiothreitol, 5 µM adenosine 5'-phosphosulfate (Sigma Chem, Co), 0.4 mg / ml polyvinylpyrrolidone (360000) and 100 µg / ml D-luciferin (BioThema), in a total volume of 50 µl.
La pirosecuenciación^{TM} se llevó a cabo a temperatura ambiente en un modelo de prototipo automatizado Pyrosequencer (Pyrosequencing AB, Uppsala, Suecia; www.pyrosequencing.com), con una presión de suministro de 600 mbar, con un tiempo abierto de 8 milisegundos y un tiempo de ciclo de 60 segundos. El procedimiento de secuenciación se llevó a cabo mediante la prolongación paso a paso de la cadena-cebador después del suministro cíclico de los distintos desoxinucleótidos trifosfatos (Amersham Pharmacia Biotech). En un experimento (que se muestra en la Figura 9), se utiliza una mezcla racémica de dATP\alphaS (dATP\alphaS "normal"), (junto con dCTP, dGTP y dTTP), y en el segundo experimento se utilizó el isómero Sp puro de dATP\alphaS. La producción de luz, resultante de la incorporación nucleótida, se detectó mediante un fotomultiplicador. Los datos se obtuvieran en Microsoft Excel y se muestran en las Figuras 9 y 10.The pyrosequencing? Was carried out at ambient temperature in an automated prototype model Pyrosequencer (Pyrosequencing AB, Uppsala, Sweden; www.pyrosequencing.com), with a supply pressure of 600 mbar, with an open time of 8 milliseconds and a cycle time of 60 seconds. The sequencing procedure was carried out. by step-by-step prolongation of the primer-chain after cyclic delivery of the different deoxynucleotides triphosphates (Amersham Pharmacia Biotech) In an experiment (shown in Figure 9), it is uses a racemic mixture of dATP? (dATP? "normal"), (together with dCTP, dGTP and dTTP), and in the second experiment was used the pure Sp isomer of dATPαS. The light production, resulting from nucleotide incorporation, is detected by a photomultiplier. The data were obtained in Microsoft Excel and are shown in Figures 9 and 10.
Observando la Figura 9, puede apreciarse que la calidad de la señal se deteriora gradualmente con la repetida adición de los nucleótidos, llevando eventualmente a la pérdida de la señal que puede leerse (partes 4-6 de la Fig 9). En la Figura 10, se apreciará que con el isómero Sp puro, la calidad de la señal se mantiene más, y se obtiene una mayor longitud leíble antes de que la calidad de la señal se deteriore a niveles inferiores a los de lectura.Looking at Figure 9, it can be seen that the signal quality gradually deteriorates with repeated nucleotide addition, eventually leading to loss of the signal that can be read (parts 4-6 of Fig 9). In Figure 10, it will be appreciated that with the pure Sp isomer, the quality of the signal is maintained longer, and a longer readable length is obtained before the signal quality deteriorates to levels lower than reading.
Claims (12)
- someter a un cebador hibridado a dicho ácido nucleico de la muestra inmediatamente adyacente a la posición diana, a una reacción de extensión del cebador de ADN polimerasa en presencia de un nucleótido, resultando el nucleótido así sólo incorporado si es complementario a la base en la posición diana, y determinar si dicho nucleótido se incorpora o no detectando si el PPi es liberado, determinándose la identidad de la base diana a partir de la identidad de cualquier nucleótido que se incorpore,submit to a primer hybridized to said sample nucleic acid immediately adjacent to the target position, to a reaction of extension of the DNA polymerase primer in the presence of a nucleotide, resulting in the nucleotide thus only incorporated if it is complementary to the base in the target position, and determine whether said nucleotide is incorporated or not detecting if the PPi is released, determining the identity of the target base from the identity of any nucleotide that is incorporated,
- (a)(to)
- una ADN polimerasaa DNA polymerase
- (b)(b)
- unos medios para detectar la liberación de pirofosfato;some means for detecting pyrophosphate release;
- (c)(C)
- una enzima degradante de un nucleótido, que es la apirasa;a degrading enzyme of a nucleotide, which is apyrase;
- (d)(d)
- fosfatasa alcalinaalkaline phosphatase
- (e)(and)
- uno o más nucleótidos, preferentemente desoxinucleótidos, que incluyen, en lugar de un nucleótido de adenina, un análogo \alpha-tiotrifosfato de dicho nucleótido;one or more nucleotides, preferably deoxynucleotides, which include, instead of an adenine nucleotide, an analog α-thiototriphosphate of said nucleotide;
- (f)(F)
- opcionalmente un cebador específico de ensayo que se hibride con el ácido nucleico de la muestra, de manera que la posición diana se encuentre muy próxima al extremo 3' del cebador.optionally a specific primer of assay that hybridizes with the nucleic acid in the sample, so that the target position is very close to the 3 'end of the primer.
- (a)(to)
- una ADN polimerasa;a DNA polymerase;
- (b)(b)
- unos medios para detectar la liberación de pirofosfato;some means for detecting pyrophosphate release;
- (c)(C)
- una enzima degradante de un nucleótido, que es la apirasa;a degrading enzyme of a nucleotide, which is apyrase;
- (d)(d)
- el isómero Sp de un análogo \alpha-tiotrifosfato de un nucleótido de adenina, y opcionalmente, uno o más isómeros Sp de nucleótidos de timina, citosina o guanina; yhe Sp isomer of an α-thiotriphosphate analog of an adenine nucleotide, and optionally, one or more Sp isomers of thymine, cytosine or guanine nucleotides; Y
- (f)(F)
- opcionalmente, un cebador de ensayo específico que se hibride con el ADN del ácido nucleico de la muestra, de manera que la posición diana se encuentre muy próxima al extremo 3' del cebador;optionally, an assay primer specific that hybridizes with the nucleic acid DNA of the sample, so that the target position is very close to the 3 'end of the primer;
- (g)(g)
- opcionalmente, uno o más nucleótidos de timina, citosina o guanina no modificados;optionally, one or more nucleotides of unmodified thymine, cytosine or guanine;
- (h)(h)
- opcionalmente, fosfatasa alcalina.optionally phosphatase alkaline
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0021977 | 2000-09-07 | ||
GBGB0021977.4A GB0021977D0 (en) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Method of sequencing DNA |
PCT/GB2001/004015 WO2002020836A2 (en) | 2000-09-07 | 2001-09-07 | Method of sequencing dna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2305099T3 true ES2305099T3 (en) | 2008-11-01 |
Family
ID=9899042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES01963267T Expired - Lifetime ES2305099T3 (en) | 2000-09-07 | 2001-09-07 | DNA SEQUENCING METHOD. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7459311B2 (en) |
EP (1) | EP1317568B1 (en) |
JP (1) | JP4271439B2 (en) |
AT (1) | ATE395435T1 (en) |
AU (1) | AU2001284295A1 (en) |
CA (1) | CA2421492C (en) |
DE (1) | DE60134030D1 (en) |
ES (1) | ES2305099T3 (en) |
GB (1) | GB0021977D0 (en) |
WO (1) | WO2002020836A2 (en) |
Families Citing this family (59)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6780591B2 (en) | 1998-05-01 | 2004-08-24 | Arizona Board Of Regents | Method of determining the nucleotide sequence of oligonucleotides and DNA molecules |
US7875440B2 (en) | 1998-05-01 | 2011-01-25 | Arizona Board Of Regents | Method of determining the nucleotide sequence of oligonucleotides and DNA molecules |
WO2002044425A2 (en) | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Visigen Biotechnologies, Inc. | Enzymatic nucleic acid synthesis: compositions and methods for altering monomer incorporation fidelity |
US7141370B2 (en) | 2001-07-03 | 2006-11-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Bioluminescence regenerative cycle (BRC) for nucleic acid quantification |
AU2003265185A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-19 | Biotage Ab | New sequencing method for sequencing rna molecules |
GB0300802D0 (en) * | 2003-01-14 | 2003-02-12 | Murray James A H | Method for detecting DNA polymerisation |
EP2159285B1 (en) | 2003-01-29 | 2012-09-26 | 454 Life Sciences Corporation | Methods of amplifying and sequencing nucleic acids |
US20070111213A1 (en) | 2003-10-28 | 2007-05-17 | Lu Wang | Primers, methods and kits for amplifying or detecting human leukocyte antigen alleles |
US7169560B2 (en) | 2003-11-12 | 2007-01-30 | Helicos Biosciences Corporation | Short cycle methods for sequencing polynucleotides |
US7981604B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-07-19 | California Institute Of Technology | Methods and kits for analyzing polynucleotide sequences |
GB0416944D0 (en) | 2004-07-29 | 2004-09-01 | Lumora Ltd | Method for determining the amount of template nucleic acid present in a sample |
US20060281100A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Shen Gene G | Thiotriphosphate nucleotide dye terminators |
US7666593B2 (en) | 2005-08-26 | 2010-02-23 | Helicos Biosciences Corporation | Single molecule sequencing of captured nucleic acids |
US8637317B2 (en) | 2006-04-18 | 2014-01-28 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Method of washing beads |
US8613889B2 (en) | 2006-04-13 | 2013-12-24 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet-based washing |
US20140193807A1 (en) | 2006-04-18 | 2014-07-10 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Bead manipulation techniques |
US7439014B2 (en) | 2006-04-18 | 2008-10-21 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet-based surface modification and washing |
US8637324B2 (en) | 2006-04-18 | 2014-01-28 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Bead incubation and washing on a droplet actuator |
US7851184B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-12-14 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet-based nucleic acid amplification method and apparatus |
US8809068B2 (en) | 2006-04-18 | 2014-08-19 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Manipulation of beads in droplets and methods for manipulating droplets |
US10078078B2 (en) | 2006-04-18 | 2018-09-18 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Bead incubation and washing on a droplet actuator |
US7932034B2 (en) | 2006-12-20 | 2011-04-26 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Heat and pH measurement for sequencing of DNA |
US20100035252A1 (en) | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods for sequencing individual nucleic acids under tension |
US20110311980A1 (en) * | 2008-12-15 | 2011-12-22 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Nucleic Acid Amplification and Sequencing on a Droplet Actuator |
US8853373B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-10-07 | Hitachi, Ltd. | Method and reagent for gene sequence analysis |
US8916347B2 (en) | 2010-02-19 | 2014-12-23 | Agency For Science, Technology And Research | Integrated microfluidic and solid state pyrosequencing systems |
EP2580353B1 (en) | 2010-06-11 | 2015-07-29 | Life Technologies Corporation | Alternative nucleotide flows in sequencing-by-synthesis methods |
US20120034603A1 (en) | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Tandem Diagnostics, Inc. | Ligation-based detection of genetic variants |
US20140342940A1 (en) | 2011-01-25 | 2014-11-20 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Detection of Target Nucleic Acids using Hybridization |
US8700338B2 (en) | 2011-01-25 | 2014-04-15 | Ariosa Diagnosis, Inc. | Risk calculation for evaluation of fetal aneuploidy |
US11031095B2 (en) | 2010-08-06 | 2021-06-08 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Assay systems for determination of fetal copy number variation |
US10167508B2 (en) | 2010-08-06 | 2019-01-01 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Detection of genetic abnormalities |
US20130261003A1 (en) | 2010-08-06 | 2013-10-03 | Ariosa Diagnostics, In. | Ligation-based detection of genetic variants |
US20130040375A1 (en) | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Tandem Diagnotics, Inc. | Assay systems for genetic analysis |
US10533223B2 (en) | 2010-08-06 | 2020-01-14 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Detection of target nucleic acids using hybridization |
US11203786B2 (en) | 2010-08-06 | 2021-12-21 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Detection of target nucleic acids using hybridization |
US10273540B2 (en) | 2010-10-27 | 2019-04-30 | Life Technologies Corporation | Methods and apparatuses for estimating parameters in a predictive model for use in sequencing-by-synthesis |
US8666678B2 (en) | 2010-10-27 | 2014-03-04 | Life Technologies Corporation | Predictive model for use in sequencing-by-synthesis |
WO2012103031A2 (en) | 2011-01-25 | 2012-08-02 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Detection of genetic abnormalities |
US9994897B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-06-12 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Non-invasive fetal sex determination |
US10131947B2 (en) | 2011-01-25 | 2018-11-20 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Noninvasive detection of fetal aneuploidy in egg donor pregnancies |
US8756020B2 (en) | 2011-01-25 | 2014-06-17 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Enhanced risk probabilities using biomolecule estimations |
US11270781B2 (en) | 2011-01-25 | 2022-03-08 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Statistical analysis for non-invasive sex chromosome aneuploidy determination |
WO2012118745A1 (en) | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Arnold Oliphant | Assay systems for detection of aneuploidy and sex determination |
WO2012138921A1 (en) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Life Technologies Corporation | Phase-protecting reagent flow orderings for use in sequencing-by-synthesis |
US9513253B2 (en) | 2011-07-11 | 2016-12-06 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet actuators and techniques for droplet-based enzymatic assays |
KR102003660B1 (en) | 2011-07-13 | 2019-07-24 | 더 멀티플 마이얼로머 리서치 파운데이션, 인크. | Methods for data collection and distribution |
US8712697B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-04-29 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Determination of copy number variations using binomial probability calculations |
CA2874413A1 (en) | 2012-05-21 | 2013-11-28 | The Scripps Research Institute | Methods of sample preparation |
US10289800B2 (en) | 2012-05-21 | 2019-05-14 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Processes for calculating phased fetal genomic sequences |
US9884893B2 (en) | 2012-05-21 | 2018-02-06 | Distributed Bio, Inc. | Epitope focusing by variable effective antigen surface concentration |
CN104583421A (en) | 2012-07-19 | 2015-04-29 | 阿瑞奥萨诊断公司 | Multiplexed sequential ligation-based detection of genetic variants |
US10329608B2 (en) | 2012-10-10 | 2019-06-25 | Life Technologies Corporation | Methods, systems, and computer readable media for repeat sequencing |
US20140296080A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Life Technologies Corporation | Methods, Systems, and Computer Readable Media for Evaluating Variant Likelihood |
WO2014200579A1 (en) | 2013-06-13 | 2014-12-18 | Ariosa Diagnostics, Inc. | Statistical analysis for non-invasive sex chromosome aneuploidy determination |
EP3191604B1 (en) | 2014-09-09 | 2021-04-14 | Igenomx International Genomics Corporation | Methods and compositions for rapid nucleic acid library preparation |
CN104391029B (en) * | 2014-11-17 | 2016-09-07 | 中国科学院化学研究所 | A kind of electrochemical method for measuring alkaline phosphatase activities |
JP7019200B2 (en) | 2017-11-13 | 2022-02-15 | ザ マルチプル ミエローマ リサーチ ファウンデーション, インコーポレイテッド | An integrated molecular, omics, immunotherapy, metabolic, epigenetic, and clinical database |
CN109797195A (en) * | 2019-01-18 | 2019-05-24 | 东南大学 | Freeze-draw method rapid detection method and its application based on analysis PCR by-product pyrophosphoric acid |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO155316C (en) | 1982-04-23 | 1987-03-11 | Sintef | PROCEDURE FOR MAKING MAGNETIC POLYMER PARTICLES. |
US4971903A (en) | 1988-03-25 | 1990-11-20 | Edward Hyman | Pyrophosphate-based method and apparatus for sequencing nucleic acids |
GB9210168D0 (en) | 1992-05-12 | 1992-06-24 | Cemu Bioteknik Ab | Method of sequencing dna |
GB9311241D0 (en) | 1993-06-01 | 1993-07-21 | Celsis Ltd | Reagents for use in bioluminescence |
GB9620209D0 (en) * | 1996-09-27 | 1996-11-13 | Cemu Bioteknik Ab | Method of sequencing DNA |
GB9626815D0 (en) * | 1996-12-23 | 1997-02-12 | Cemu Bioteknik Ab | Method of sequencing DNA |
JP2000055917A (en) | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Mitsubishi Kagaku Bio-Clinical Laboratories Inc | Method for detection or measurement using antigen- antibody complex antibody |
EP1757696A3 (en) | 1998-12-22 | 2008-10-29 | Microscience Limited | Group B streptococcus proteins, and their use |
GB9901475D0 (en) * | 1999-01-22 | 1999-03-17 | Pyrosequencing Ab | A method of DNA sequencing |
-
2000
- 2000-09-07 GB GBGB0021977.4A patent/GB0021977D0/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-09-07 JP JP2002525842A patent/JP4271439B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 WO PCT/GB2001/004015 patent/WO2002020836A2/en active IP Right Grant
- 2001-09-07 US US10/363,231 patent/US7459311B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 EP EP01963267A patent/EP1317568B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 CA CA2421492A patent/CA2421492C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 ES ES01963267T patent/ES2305099T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 AU AU2001284295A patent/AU2001284295A1/en not_active Abandoned
- 2001-09-07 DE DE60134030T patent/DE60134030D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 AT AT01963267T patent/ATE395435T1/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-26 US US12/323,706 patent/US7648824B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7648824B2 (en) | 2010-01-19 |
US20090155801A1 (en) | 2009-06-18 |
GB0021977D0 (en) | 2000-10-25 |
AU2001284295A1 (en) | 2002-03-22 |
JP4271439B2 (en) | 2009-06-03 |
CA2421492C (en) | 2010-05-04 |
CA2421492A1 (en) | 2002-03-14 |
WO2002020836A2 (en) | 2002-03-14 |
US7459311B2 (en) | 2008-12-02 |
JP2004508054A (en) | 2004-03-18 |
US20040142330A1 (en) | 2004-07-22 |
WO2002020836A3 (en) | 2003-02-06 |
EP1317568A2 (en) | 2003-06-11 |
EP1317568B1 (en) | 2008-05-14 |
DE60134030D1 (en) | 2008-06-26 |
ATE395435T1 (en) | 2008-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2305099T3 (en) | DNA SEQUENCING METHOD. | |
JP4951170B2 (en) | DNA sequencing method | |
JP7467118B2 (en) | Compositions and methods for identifying nucleic acid molecules | |
JP5037343B2 (en) | Nucleic acid analysis method | |
ES2317928T3 (en) | TYPE OF METHOD OR SEQUENCING OF A NUCLEIC ACID. | |
JP3510272B2 (en) | DNA sequencing | |
JP5160433B2 (en) | Rapid parallel nucleic acid analysis | |
Shendure et al. | Overview of DNA sequencing strategies | |
EP0946752B1 (en) | Method of sequencing dna based on the detection of the release of pyrophosphate | |
ES2874143T3 (en) | Methods and compositions to reduce redundant, molecular barcodes created in primer extension reactions | |
HUE027961T2 (en) | Transposon end compositions and methods for modifying nucleic acids | |
EP2722401B1 (en) | Addition of an adaptor by invasive cleavage | |
EP4047098A1 (en) | Method for sequencing polynucleotides on basis of optical signal dynamics of luminescent label and secondary luminescent signal | |
RU2752840C1 (en) | Method for barcoding amplicons in the preparation of targeted dna libraries for mass parallel sequencing | |
US12037640B2 (en) | Sequencing an insert and an identifier without denaturation | |
JP2002085096A (en) | Method for determination of base sequence |